基于变增益lqr控制方法的二级倒立摆自动摆起

？为了实现导轨受限情况下二级倒立摆非线性系统的自动摆起控制,提出了基于变增益lqr控制方法的自动摆起控制方案.首先,基于lyapunov函数,设计了变参数切换控制器,通过限制小车运动的最大速度,将小车位移控制在一定的范围内,并将第一级摆杆从下垂位置摆起到倒立位置;其次,采用变增益lqr控制方法将第一级摆杆稳定在倒立位置,同时,采用等效小车法将第二级摆杆摆起到倒立位置；最后,采用变增益lqr控制方法将两摆杆同时稳定在倒立平衡点.变增益lqr控制器的鲁棒性较强,避免了由于摆杆状态变化而引起小车位移的冲击.仿真和实物实验均验证了该控制方案的有效性.