單級倒立擺控制系統的穩定性算法設計

0 引 言

倒立擺是日常生活中許多重心在上、支點在下的控制問題的抽象模型，本身是一種自然不穩定體，它在控制過程中能有效地反映控制中許多抽象而關鍵的問題，如系統的非線性、可控性、魯棒性等問題。對倒立擺系統的控制就是使小車以及擺桿盡快地達到預期的平衡位置，而且還要使它們不會有太強的振蕩幅度、速度以及角速度，當倒立擺系統達到期望位置后，系統能克服一定范圍的擾動而保持平衡。作為一種控制裝置，它具有形象直觀、結構簡單、便于模擬實現多種不同控制方法的特點，作為一個被控對象它是一個高階次、非線性、多變量、強耦合、不穩定的快速系統，只有采取行之有效的方法才能使它的穩定效果明了，因此對倒立擺的研究也成為控制理論中經久不衰的研究課題。