机械工程与自动化2024,Issue(5) :59-61.

一级倒立摆的线性二次型控制器设计与仿真

Design and Simulation of Linear Quadratic Controller for First-Order Inverted Pendulum

李林娟 田娟 贺玫璐
机械工程与自动化2024,Issue(5) :59-61.

一级倒立摆的线性二次型控制器设计与仿真

Design and Simulation of Linear Quadratic Controller for First-Order Inverted Pendulum

李林娟 1田娟 1贺玫璐1
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作者信息

  • 1. 太原科技大学,山西 太原 030024
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摘要

以一级倒立摆为研究对象,根据牛顿力学第二运动规律,建立倒立摆状态空间表达式的数学模型,基于最优控制理论,设计了线性二次型控制器.通过 MATLAB/Simulink软件进行系统建模仿真,分析系统稳定性,结果表明线性二次型控制器具有超调小、响应快、精度高等特点,可以实现倒立摆系统的快速稳定控制.

Abstract

This paper focuses on the study of a first-order inverted pendulum.Following Newton's second law of motion,a mathematical model expressing the state space of the inverted pendulum is established.Utilizing optimal control theory,a linear quadratic controller is designed.System modeling and simulation are conducted using MATLAB/Simulink software to analyze system stability.The results indicate that the linear quadratic controller exhibits characteristics such as minimal overshoot,rapid response,and high accuracy,demonstrating its capability to achieve fast and stable control of the inverted pendulum system.

关键词

一级倒立摆/线性二次型控制器/最优控制

Key words

first-order inverted pendulum/linear quadratic controller/optimal control

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基金项目

山西省基础研究计划项目(202303021212222)

中国高校产学研创新基金(2021ZYA11005)

出版年

2024
机械工程与自动化
山西省机电设计研究院 山西省机械工程学会

机械工程与自动化

影响因子:0.251
ISSN:1672-6413
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