学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

欠驱动板球系统的非线性控制算法与实验研究

作　者: 伏思燕
导　师: 隋振
学　校: 吉林大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 非线性欠驱动系统板球系统能控性非线性控制算法反步法
分类号: TP273.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 61次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文研究得到了2006年高等学校博士学科点专项科研基金项目(20060183006)的资助。论文以研究室自主研制开发的板球系统实验平台BPVS-JLUⅡ为研究对象,对欠驱动板球系统的能控性做出分析,对镇定和轨迹跟踪控制进行非线性控制算法方面的研究。本文的主要工作概括如下:考虑到板球系统在建模方面存在的部分忽略,对其动力学方程及状态方程进行修改。对板球系统的能控性进行分析,利用微分几何方面及仿射非线性系统方面的理论来证明板球系统的能控性。利用非线性算法为板球系统设计控制平板倾斜角度的位置控制器,及控制力矩的控制器。采用仿真和实验的手段针对抗干扰性能对所设计的非线性控制器进行分析和研究,并分析和评价实验结果。结果表明,控制倾斜角度的控制器的跟踪精度比控制力矩的稍差,跟踪效果总体都比较好,抗干扰性能也得以验证。最后,对全文进行了总结。

全文目录

提要  4-7
第1章绪论  7-13
  1.1 问题的提出与研究意义  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-11
    1.2.1 非线性板球系统国内外研究现状  8-10
    1.2.2 相关问题的研究现状  10-11
  1.3 存在的主要问题  11-12
  1.4 论文的主要内容  12-13
第2章板球系统数学模型的推导与分析  13-25
  2.1 引言  13
  2.2 板球系统BPVS-JLU II  13-16
    2.2.1 板球系统的工作原理  13-15
    2.2.2 板球系统的相关参数  15-16
  2.3 板球系统数学模型的推导  16-19
    2.3.1 动力学方程的建立  16-18
    2.3.2 板球系统状态方程的建立  18-19
  2.4 对板球系统构造哈密顿函数  19-24
    2.4.1 哈密顿函数的相关概念  19-23
    2.4.2 哈密顿函数的应用  23-24
  2.5 本章小结  24-25
第3章欠驱动板球系统的能控性证明  25-37
  3.1 引言  25
  3.2 非线性系统的能控性的相关概念  25-32
    3.2.1 非线性系统的几何描述  25-27
    3.2.2 非线性系统的能控性  27-32
  3.3 板球系统能控性的证明  32-36
    3.3.1 小球的能控性的证明  33-35
    3.3.2 板球系统能控性的证明  35-36
  3.4 本章小结  36-37
第4章基于非线性控制算法的控制器设计  37-52
  4.1 引言  37
  4.2 非线性控制算法——反步法  37-42
    4.2.1 反步法  37-38
    4.2.2 反步法的基本思想  38-40
    4.2.3 反步法控制器的设计流程  40-42
  4.3 板球系统位置控制器的设计  42-47
    4.3.1 板球系统简化模型的介绍  44
    4.3.2 位置控制器的设计  44-47
  4.4 构造以力矩为控制量的控制器  47-51
  4.5 本章小结  51-52
第5章非线性控制算法的仿真及实验分析  52-66
  5.1 引言  52
  5.2 控制角度的位置控制器  52-59
    5.2.1 位置控制器的仿真  52-57
    5.2.2 位置控制器的实验  57-59
  5.3 以力矩为控制量的控制器  59-65
    5.3.1 镇定控制  59-61
    5.3.2 轨迹跟踪控制  61-65
  5.4 本章小结  65-66
第6章全文总结  66-68
  6.1 本文完成的主要工作及结论  66
  6.2 需要进一步研究的问题  66-68
参考文献  68-71
致谢  71-72
导师与作者简介及在学期间发表的学术论文  72-73
中文摘要  73-75
Abstract  75-76

欠驱动板球系统的非线性控制算法与实验研究

内容摘要

全文目录

相似论文