matlab simulink 直线一级倒立摆控制(自起摆和稳态控制)

1、内容简介


6-可以交流、咨询、答疑

2、内容说明

  1. 控制器设计
    1. 自起摆建模

规定正方向:顺时针为角度(力矩)正方向,向右为位移正方向。

在规定的正方向条件下,图 1 所示摆杆的角度φ为正值, 下车向右加速,故a为正值,则摆杆相对于小车的运动方程可表示为:

其中,J是指摆杆相对于摆杆转轴的转动惯量,

若垂直向下位置规定为π,则有:

由此可见,当正方向确定后,摆杆运动方程的形式与摆杆垂直向下位置的
规定角度无关。同理,假如开始时小车向左加速,摆杆向右摆起,,可得摆杆运动方程与上述相同。

    1. 自起摆算法设计与仿真

利用李雅谱诺夫原理构建控制律

由前面的分析可知,倒立摆摆杆的运动方程为:

,可改写成:

摆杆的能量可以由两部分构成:转动动能和势能,若将摆杆垂直向上位置的势能定义为零势能,则摆杆的能量Ep可表示为:

                   (1)

摆杆的目标位置是垂直向上,且摆起后的理想状态是

均为0。由此可知,在摆起过程中

(摆杆垂直向下位置),

(摆杆垂直向上位置),理想的控制率应保证

在摆起过程汇总始终是减小的。

小车在运动过程中的能量

, 由于在控制摆杆摆起到目标位置的同时,小车的横向位置应回到起摆时的位置,在构建小车的能量函数时应考虑小车的位移,为此,构建小车的广义能量函数为:

, 为了简
化后继的运算,与摆杆的能量函数之间能提取出公共项,引入一个比例系数r

表达为

构建一个李雅谱诺夫函数如下

        (2)

,其中

表示取

的符号。

为了确保

,取控制量

为如下形式:

         (3)

其中α为权重系数,其值的选取是保证控制量

在许可的范围之内,保证系统尽可能快地收敛(达到目标值)。

时,除了在垂直向上位置,即倒立摆系统处于平衡位置

时,均有下式成立:

 

由此可知,当

取(3)所示的值时,系统在平衡位置是渐进稳定的,摆杆能摆起至垂直向上位置。

在实际运算中,当

时,系统将无法运算,为了防止该种情况发生,在实际控制时,可采用以下控制规律:

实际仿真中,取

。仿真步长设定为0.01s

3、仿真分析

4、参考论文

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/123400.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

NetSuite数据备份办法

本周有同学问有啥办法可以实现NetSuite的数据备份?这是个常见问题,今天总结一下。 我们认为可以选择的技术路线有下面几个: 从技术可行性、数据可利用角度,毫无疑问我们将推荐第三种办法。所以,今朝就介绍一下。 Ana…

AcWing90. 64位整数乘法

题目 求 a a a 乘 b b b 对 p p p 取模的值。 输入格式 第一行输入整数 a a a,第二行输入整数 b b b,第三行输入整数 p p p。 输出格式 输出一个整数,表示 a*b mod p 的值。 数据范围 1 ≤ a , b , p ≤ 1 0 18 1≤a,b,p≤10^{18…

vue项目播放rtsp流视频。

下载webtrc-streamer的压缩包,在github上有 https://github.com/mpromonet/webrtc-streamer/releases 将下载包html文件夹下webrtcstreamer.js文件和html/libs文件夹下adapter.min.js文件复制到VUE项目public/stactic目录下,在index.html文件里引入这两个…

[2021]不确定成本下的处理分配

英文题目:Treatment Allocation under Uncertain Costs 中文题目:不确定成本下的处理分配 单位:swager、uber 时间:2021 论文链接:https://arxiv.org/pdf/2103.11066.pdf 代码: 摘要: 我…

npm : 无法将“npm”项识别为 cmdlet、函数、脚本文件或可运行程序的名称。请检查名称的拼写,如果包括路径,请确保路径正确,然后再试一次。

1 bug描述 使用vscode执行npm run dev指令时出现 “npm : 无法将“npm”项识别为 cmdlet、函数、脚本文件或可运行程序的名称。请检查名称的拼写,如果包括路径,请确保路径正确,然后再试一次 “ 的错误提示,原因是系统里没有安装n…

opencv之坑(八)——putText中文乱码解决

opencv4.0之前版本和部分4.0版本的putText仅支持英文&#xff0c;如果中文会乱码&#xff0c;可以用下面方法构造函数解决&#xff1a; 头文件如下&#xff1a; #pragma once #ifndef PUTTEXT_H_ #define PUTTEXT_H_#include <windows.h> #include <string> #incl…

独创改进 | RT-DETR 引入 Asymptotic Hybrid Encoder | 渐进混合特征解码结构

本专栏内容均为博主独家全网首发,未经授权,任何形式的复制、转载、洗稿或传播行为均属违法侵权行为,一经发现将采取法律手段维护合法权益。我们对所有未经授权传播行为保留追究责任的权利。请尊重原创,支持创作者的努力,共同维护网络知识产权。 文章目录 网络结构实验结果…

数据结构时间复杂度(补充)和空间复杂度

Hello&#xff0c;今天事10月27日&#xff0c;距离刚开始写博客已经过去挺久了&#xff0c;我也不知道是什么让我坚持这么久&#xff0c;但是学校的课真的很多&#xff0c;很少有时间多出来再学习&#xff0c;有些科目马上要考试了&#xff0c;我还不知道我呢不能过哈哈哈&…

DAMNets

方法 体会 实验充分&#xff0c;不愧是ICLR&#xff0c;但作者未提供代码

Java开发面试--MongoDB专区

1、你是否了解 MongoDB&#xff1f; 答&#xff1a; 是的&#xff0c;我了解 MongoDB。MongoDB是一个流行的NoSQL数据库&#xff0c;它以文档的形式存储数据&#xff0c;具有高度的灵活性和可扩展性。我熟悉MongoDB的基本概念和特性&#xff0c;例如集合&#xff08;Collectio…

IEEE Standard for SystemVerilog—Chapter 25.7 Tasks and functions in interfaces

子例程&#xff08;任务和函数&#xff09;可以在接口中定义&#xff0c;也可以在连接的一个或多个模块中定义。这允许更抽象的建模级别。例如&#xff0c;“读”和“写”可以定义为任务&#xff0c;而不需要引用任何连线&#xff0c;主模块只能调用这些任务。在modport中&…

stm32的ADC采样率如何通过Time定时器进行控制

ADC采样率是个跟重要的概念. 手册上说可以通过Timer定时器进行触发ADC采样. 可我这边悲剧的是, 无论怎么样. ADC都会进行采样. 而且就算是TIM停掉也是一样会进行采样. 这就让我摸不着头脑了… 我想通过定时器动态更改ADC的采样频率. 结果不随我愿… 这到底是什么问题呢? 一…

【精选】VMware部署ESXI6.5 vCenter Server详解

VMware部署ESXI6.5 vCenter Server 一、ESXi主机介绍1、虚拟机的好处2、为什么要使用虚拟机 二、虚拟化服务器概述1、VSphere物理架构2、体系架构3、VMware vSphere 组件 三、ESXi安装环境1、安装步骤2、使用VMware新建ESXi主机3、初始环境安装 四、创建虚拟机五、安装部署VMwa…

OpenCV常用功能——灰度处理和图像二值化处理

文章目录 一、灰度处理1.1 cvtColor函数 二、图像二值化处理2.1 全局阈值2.2 自适应阈值 一、灰度处理 1.1 cvtColor函数 函数原型&#xff1a; cv2.cvtColor(src, code[, dst[, dstCn]]) -> dst功能&#xff1a;转换图像颜色空间。 参数&#xff1a; src: 输入图像。co…

python之计算平面点集的的面积

在当今数据驱动的世界中&#xff0c;计算平面点集的最小外接轮廓面积被广泛应用于各种实际场景中。它是一项重要而魅力十足的任务&#xff0c;旨在找到一个最小的矩形或多边形区域&#xff0c;能够完全包围给定的离散点集。这个看似简单的问题背后隐藏着许多挑战&#xff0c;需…

轻量封装WebGPU渲染系统示例<7>-材质多pass(源码)

当前示例源码github地址: https://github.com/vilyLei/voxwebgpu/blob/version-1.01/src/voxgpu/sample/MultiMaterialPass.ts 此示例渲染系统实现的特性: 1. 用户态与系统态隔离。 2. 高频调用与低频调用隔离。 3. 面向用户的易用性封装。 4. 渲染数据和渲染机制分离。 …

qt开源版和企业版下载

企业版可以在官网下载 没有licence qmake无法编译提示QT License check failed! Giving up… Qt5\5.15.1\msvc2019_64\mkspecs\qconfig.pri把这个文件中的倒数第二行liccheck.exe这几个字符删掉就可以 开源版需要使用下载器下载 详解QT6.5在线下载—使用国内镜像_qt镜像下载…

SpringBoot拉取高德天气预报数据

SpringBoot拉取高德天气预报数据 一、账号申请 1.整体流程 天气文档&#xff1a;https://lbs.amap.com/api/webservice/guide/api/weatherinfo 整体流程可参考&#xff1a;https://lbs.amap.com/api/webservice/guide/create-project/get-key 2.注册账号 注册地址&#x…

华为机试题:HJ7 取近似值

目录 第一章、算法题1.1&#xff09;题目描述1.2&#xff09;第一种解题思路与答案1.3&#xff09;第二种解题思路与答案1.4&#xff09;牛客链接 友情提醒: 先看文章目录&#xff0c;大致了解文章知识点结构&#xff0c;点击文章目录可直接跳转到文章指定位置。 第一章、算法…

git建仓库小记

git建仓库小记 1.新建远端git仓库2.新建本地仓库3.添加ssh key4.将本地仓库关联到远端5.push & pull 每次新建git项目的时候都要翻翻之前收藏的几篇帖子&#xff0c;索性自己汇总一下记录&#xff0c;以后一次粘贴搞定。 1.新建远端git仓库 这个比较简单&#xff0c;网页…