Метод синтеза системы управления колебаниями перевёрнутого маятника с инерционным маховиком
Автор: Колесников Александр Анатольевич
Журнал: Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don) @vestnik-donstu
Рубрика: Технические науки
Статья в выпуске: 3-4 (72-73) т.13, 2013 года.
Бесплатный доступ
Рассматривается задача управления известной системой, состоящей из перевёрнутого маятника с неподвиж-ной точкой подвеса. При этом на маятнике закреплён электродвигатель с маховиком. Ротор электродвигателя жёстко соединён с маховиком. Вращением маховика можно стабилизировать маятник в определённом положении. Развиваемый электродвигателем маховой момент приложен как к его ротору (т. е. к маховику), так и к его статору (т. е. к маятнику). Требуется перевести маятник в верхнее неустойчивое положение и в этом положении стабилизировать его — добиться автоколебаний с определёнными амплитудой и частотой. Синтезирован новый закон управления перевёрнутым маятником, обеспечивающий его устойчивость в верхнем положении. Данный закон управления основан на энергетических инвариантах системы.
Перевёрнутый маятник с маховиком, устойчивость в верхнем положении, закон управления, энергетические инварианты
Короткий адрес: https://sciup.org/14249986
IDR: 14249986 | УДК: 681.51
Inversed pendulum with slugged flywheel oscillation control system synthesis method
The problem of a well-known system control consisting of the inversed pendulum with the fixed suspension point is considered. At that, an electric motor with a flywheel is fastened on the pendulum. The motor spindle has a rigid coupling with the flywheel. Its rotation could clamp the pendulum in position. The rotative moment developed by the electric motor is applied both to its rotor (i.e. to flywheel) and to its stator (i.e. to pendulum). The pendulum should be moved to the top instable position, and stabilized in this position — to obtain autooscillations with the specified amplitude and frequency. A new control law for the inversed pendulum to provide stability in top position is synthesized. The control law is based on the energy invariants of the system.
Список литературы Метод синтеза системы управления колебаниями перевёрнутого маятника с инерционным маховиком
- Управление при помощи маховика маятником с подвижной точкой подвеса/А. А. Гришин [и др.]//Известия РАН. Теория и системы управления. -2002. -№ 5. -С. 14-24.
- Управление при помощи маховика маятником с неподвижной точкой подвеса/А. В. Безнос [и др.]//Известия РАН. Теория и системы управления. -2004. -№ 1. -С. 27-38.
- Белецкий, В. В. Двуногая ходьба. Модельные задачи динамики и управления/В. В. Белецкий. -Москва: Наука, 1984. -484 с.
- Голубев, Ю. Ф. Foundations of Theoretical Mechanics/Ю. Ф. Голубев. -Москва: Издательство МГУ, 2000. -720 с.
- Управление мехатронными вибрационными установками/И. И. Блехман [и др.]; под ред. И. И. Блехмана, А. Л. Фрадкова. -Санкт-Петербург: Наука, 2001. -278 с.
- Åström, K.-J., Swinging up a pendulum by energy control/K.-J. Åström, K. Furuta//Automatica. -2000. -Vol. 36. -№ 2. -P. 287-295.
- Fradkov, A. L. Nonlinear excitability analysis with application to two-pendulum system/A. L. Fradkov, B. R. Andrievsky, K. V. Boykov//Modeling, Identification and Control: 21st IASTED International Conference (MIC 2002). -Innsbruck. -2002. -P. 374-379.
- Spong, M.-W. Nonlinear control of the Reaction Wheel Pendulum/M.-W. Spong, P. Corke, R. Lozano//Automatica. -2001. -Vol. 37. -P. 1845-1851.
- Андриевский, В. Р. Стабилизация перевёрнутого маятника с инерционным маховиком в качестве движителя/В. Р. Андриевский//Управление в физико-технических системах; под ред. А. Л. Фрадкова. -Санкт-Петербург: Наука, 2004. -С. 52-71.
