基于SimMechanics的直线二级倒立摆仿真研究

作者：余永俊; 任一峰^*; 安坤; 常超勇

来源：科学技术与工程, 2020, 20(20): 8239-8244.

• 直线二级倒立摆
• 建模仿真
• SimMechanics
• 比例积分微分(PID)控制
• 模糊控制

倒立摆是一个非线性、高阶次和绝对不稳定系统,广泛用于测试各种控制算法。为了对直线二级倒立摆进行建模、控制和仿真,首先讨论了倒立摆数学模型并利用MATLAB中第二代SimMechanics工具箱进行三维建模。此外,实现了两种控制算法的稳定性控制并进行对比,针对比例积分微分(proportional integral derivative,PID)控制,提出采用主导极点配置方法进行参数整定,而模糊控制采用了基于线性二次型(linear quadratic regulator, LQR)融合的模糊控制器设计。结果表明,两种控制方法均取得较好的控制效果,且模糊控制在快速性、超调量及抗干扰能力上都比PID控制性能优越。

• 单位
  中北大学