基于一级倒立摆的PID与LQR控制算法对比分析作者：陈聪等来源：《价值工程》2015年第18期 倒立摆摘要： 倒立摆系统是典型的快速、多变量、非线性、绝对不稳定系统，本文在给出一级倒立摆数学模型的基础上，设计了PID控制器与LQR控制器，并基于MATLAB软件对这两种控制算法进行了仿真对比分析，结果显示LQR控制算法的控制性能要优于PID控制算法。
Abstract： This paper presents the model of first-order inverted pendulum which is a classical rapid， multi-variable， nonlinear and unstable system. PID controller and LQR controller comparison analysis results are obtained based on MATLAB software. Numerical examples illustrate that the effect of LQR controller is superior than PID controller.
关键词： 倒立摆；PID；LQR；MATLAB软件
Key words： inverted pendulum system；PID；LQR；MATLAB software
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）18-0209-02
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倒立摆是一个高阶次、不稳定、多变量、非线性、强耦合的快速系统，尤其是一级倒立摆的实验原型，由美国麻省理工学院（MIT）的控制论专家根据火箭发射助推器原理所设计而来。倒立摆系统常用的稳定化控制方法如PID、自适应、最优控制、智能控制等[1-5]。然而这些方法的比较结论甚少提及，最常用的PID与LQR最优控制对比分析也鲜有研究，本文基于此提出了一级倒立摆的两种控制算法分析，指出LQR控制在鲁棒性与快速性方面明显优于PID控制。
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