基于LQR的動量輪單擺起擺及平衡控制仿真研究

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摘  要：單擺作為一個簡單非線性系統(tǒng)常被高校師生用于非線性控制理論的教學和研究。根據(jù)角動量守恒定律，在擺桿末端添加一個由電機驅(qū)動的飛輪組成帶動量輪的欠驅(qū)動單擺系統(tǒng)，通過驅(qū)動動量輪轉(zhuǎn)動，間接實現(xiàn)單擺的平衡和起擺控制。應用拉格朗日方程建立系統(tǒng)的動力學模型，在豎直向上平衡位置線性化，得到系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程，使用MATLAB編寫線性二次型調(diào)節(jié)器（LQR）控制程序，進行初始偏離豎直向上位置的平衡控制仿真，采用Simulink和ADAMS聯(lián)合仿真的方法進行擺桿的起擺及平衡控制的虛擬樣機仿真實驗。（剩余4284字）