雙足輪式倒立擺控制系統

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資料介紹

　　倒立擺控制系統是一個復雜的、不穩定的、非線性系統，是控制理論發展中的一個典型問題。目前，通過倒立擺系統驗證過的許多控制方法在航天、機器人以及一般工業過程領域均有著廣泛的應用。如航天飛機的姿態控制，機器人行走過程中的平衡控制等，故倒立擺系統控制實驗己成為控制理論界學者研究的熱點。倒立擺控制系統是進行控制理論教學及開展各種控制實驗的理想實驗平臺，其作為典型的非線性、強耦合、多變量控制系統，要求控制系統應當具有良好的穩定性、魯棒性以及隨動性等性能。許多學者對倒立擺的控制也提出相應的控制方案，其中較為典型是根據牛頓力學等原理建立倒立擺的數學模型后實施不同的控制策略的方案，而上述方案的一個普遍特點是需要建立復雜的數學模型，并且模型都是在忽略空氣阻力和摩擦力的前提下建立的，同時控制方案的實施都是依托PC機實現，控制成本較高，不適合倒立擺系統的實際應用控制。為了提高倒立擺控制系統的實用性，同時簡化控制難度和降低控制成本，本文采用雙閉環PID的控制器及粒子群優化算法的雙足輪式倒立擺控制系統，并設計與控制效果相關的代價函數，以增加控制系統的穩定性，在matlab 仿真條件下，實現了雙足輪武倒立擺的穩定控制，研究以MC9S12XS128單片機為控制器。實現雙足輪式倒立擺基于面陣CCD的直立式智能搜索識別采樣系統中項目中的應用。