彭秀艷，胡忠輝，姜　輝
哈爾濱工程大學自動化學院，黑龍江哈爾濱

摘　　　要：設計了一種二級倒立擺的狀態反饋控制器。研究了一種基于單純形算法的參數優化方法。首先給出了二級倒立擺系統模型并分析了系統特性，設計了狀態反饋控制器，提出基于ＩＴＡＥ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＴｉｍｅ＆ＡｂｓｏｌｕｔｅＥｒｒｏｒ）性能指標應用單純形優化方法對狀態反饋控制參數進行優化設計，以快速準確地得到狀態反饋陣，并利用固高ＧＬＩＰ２００２型直線倒立擺系統進行仿真分析和二級倒立擺系統控制實驗，實現了二級倒立擺優化控制。提出的一種如何尋找使系統穩定且具有較好性能的狀態反饋控制參數這一控制領域重要問題的解決方法，避免了極點配置法手動試湊方法調試參數困難的問題，對非線性、強耦合運動體的控制具有理論意義和應用價值。

關　鍵　詞：ＩＴＡＥ性能指標；單純形優化算法；二級倒立擺；狀態反饋；極點配置

１　引　言
倒立擺系統以其有效反映諸如非線性、強耦合性、以及可鎮定性等諸多自動控制領域中的關鍵性能，成為了較常用的研究對象［１］。由于數學模型與實際系統存在誤差，狀態反饋方法設計出控制器控制實際系統時需要進一步實驗調試控制參數，目前國內外研究多采用試湊法確定控制參數［２�玻矗荨＿@種方法試湊時間長、難度大，應用極點配置法設計出的反饋增益用于實際擺控制時經常失敗，很難達到期望的控制效果。本文以ＩＴＡＥ性能指標為目標函數，應用單純形優化方法對狀態反饋控制器進行優化，通過仿真實驗和實際系統控制實驗與一般的極點配置法進行了比較。實驗結果說明本文的設計優化方法，可以很快速地找到多組可滿足實際系統控制要求的控制參數，與傳統極點配置法相比避免了反饋控制增益的長時間試湊，控制性能更好［５］。

登錄網站后可下載文件