仪器仪表学报

作者：程 前，李赫然，聂卓赟，邵 辉，郑义民

单位：程 前,1. 华侨大学信息科学与工程学院,,李赫然,1. 华侨大学信息科学与工程学院,,聂卓赟,1. 华侨大学信息科学与工程学院，2. 鹤壁产业技术研究院,,邵 辉,1. 华侨大学信息科学与工程学院,,郑义民,1. 华侨大学信息科学与工程学院,

关键词：旋转倒立摆;微分平坦;不稳定零动态;抗扰PID;欠驱动

基金：福建省自然科学基金（2019J01053，2022J01295）项目资助

针对一类不稳定、欠驱动二自由度旋转倒立摆系统,提出一种基于微分平坦的双闭环抗扰PID控制方法。首先,建立倒立摆的非线性动力学模型,利用近似线性化分析系统的不稳定零动态与非最小相位特性;然后,结合微分平坦理论,设计倒立摆平坦输出,重构系统平坦状态,并建立平坦状态与角度输出之间的转化关系,克服倒立摆的非最小相位影响;进一步,针对微分平坦系统,设计抗扰PID双闭环控制结构和带宽化调节方法,在主动抗扰机制下实现对摆杆角度与悬臂角度的精准控制;最后,通过仿真与实验,验证所提方法的有效性和实用性。所提方法为欠驱动系统提供了一种结构简单、抗扰能力强的控制方案。

来源：2022年第9期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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