用于四重倒立摆的两种带预补偿增益线性控制器的设计与比较
系统与控制
2022-03-04 v1 系统与控制
摘要
本文给出了一种工作流程，用于设计两种应用于安装在小车上的四重倒立摆（QIP）动态系统的线性控制技术，其中通过预补偿增益消除了小车位置的稳态误差。设计的第一个控制律基于LQR，该技术通过最小化系统状态总能量来稳定系统状态；第二种控制技术是通过二阶系统近似进行极点配置，该方法可定义被控对象期望响应的调节时间与超调量，对此控制将系统视为SISO，唯一输出为小车的水平位置。为消除两种线性控制器产生的稳态误差，在拉普拉斯域中对受控系统的稳态响应进行了分析。用于验证本文结果的仿真环境为Matlab的Simscape，这是一个可模拟非线性机械系统动力学的仿真环境。所得结果表明两种控制器均能稳定被控对象并将小车位置移至期望设定点。最后，我们讨论了两种线性控制技术的性能。
引用
@article{arxiv.2203.01409,
title = {Design and comparison of two linear controllers with precompensation gain for the Quadruple inverted pendulum},
author = {Franklin Josue Ticona Coaquira},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.01409},
year = {2022}
}