基于LQR球杆系统的控制方法研究与设计仿真(16)
对球杆控制系统国内外研究现状进行了综述。
论文应用拉格朗日方程建立起球杆系统的数学模型。拉格朗日方程是能量的平衡方程。适合分析具有相互耦合的机械系统。
应用经典的线性化方法建立球杆控制系统的线性化模型。
应用频率响应控制算法为球杆控制系统设计控制器，对系统闭环特征方程进行分析。
应用线性二次型最优算法设计控制器，可以很好的解决频率控制算法的不足。根据一个特定性能指标，设计满足使该性能指标达到最小值的状态反馈矩阵K，从而可以实现对线性化后球杆系统的稳定控制。线性二次型最优算法具有简单易用，参数无须过多调整，抗干扰能力强等优点，但是它也必须基于这么一个条件：即系统的各个状态可以观测。因此，若要在物理上进行实现，必须获得系统的内部各个状态。在大多数情况下，要全部测量到系统的各个状态是不太可能，且有些状态的量测需要用到一些相当昂贵的传感器、软测量技术来解决这个问题。
另外，本课题在对球杆系统的具体实现也进行了深入探讨，但因为时间有限，二次最优控制还没有试验成功，在这一个方面还可以继续深入。