雙足輪式倒立擺控制系統(tǒng)

　　倒立擺控制系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的、不穩(wěn)定的、非線性系統(tǒng)，是控制理論發(fā)展中的一個(gè)典型問(wèn)題。目前，通過(guò)倒立擺系統(tǒng)驗(yàn)證過(guò)的許多控制方法在航天、機(jī)器人以及一般工業(yè)過(guò)程領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用。如航天飛機(jī)的姿態(tài)控制，機(jī)器人行走過(guò)程中的平衡控制等，故倒立擺系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)己成為控制理論界學(xué)者研究的熱點(diǎn)。倒立擺控制系統(tǒng)是進(jìn)行控制理論教學(xué)及開(kāi)展各種控制實(shí)驗(yàn)的理想實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其作為典型的非線性、強(qiáng)耦合、多變量控制系統(tǒng)，要求控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有良好的穩(wěn)定性、魯棒性以及隨動(dòng)性等性能。許多學(xué)者對(duì)倒立擺的控制也提出相應(yīng)的控制方案，其中較為典型是根據(jù)牛頓力學(xué)等原理建立倒立擺的數(shù)學(xué)模型后實(shí)施不同的控制策略的方案，而上述方案的一個(gè)普遍特點(diǎn)是需要建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，并且模型都是在忽略空氣阻力和摩擦力的前提下建立的，同時(shí)控制方案的實(shí)施都是依托PC機(jī)實(shí)現(xiàn)，控制成本較高，不適合倒立擺系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用控制。為了提高倒立擺控制系統(tǒng)的實(shí)用性，同時(shí)簡(jiǎn)化控制難度和降低控制成本，本文采用雙閉環(huán)PID的控制器及粒子群優(yōu)化算法的雙足輪式倒立擺控制系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)與控制效果相關(guān)的代價(jià)函數(shù)，以增加控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在matlab仿真條件下，實(shí)現(xiàn)了雙足輪武倒立擺的穩(wěn)定控制，研究以MC9S12XS128單片機(jī)為控制器。實(shí)現(xiàn)雙足輪式倒立擺基于面陣CCD的直立式智能搜索識(shí)別采樣系統(tǒng)中項(xiàng)目中的應(yīng)用。