适用于城市台车倒立摆一阶控制系统的鲁棒型PID控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于城市台车倒立摆一阶控制系统的鲁棒型PID控制方法及系统，包括：建立台车倒立摆自由度控制的一阶控制系统模型；基于所述一阶控制系统模型确定H∞控制器；将H∞控制器的输出信号输入至PID控制器，以建立初始的H∞‑PID串联控制模型；对所述PID串联控制模型进行参数整定，以获取最终的H∞‑PID串联控制模型，以基于所述最终的H∞‑PID串联控制模型进行PID控制。本发明专利技术将摩擦力作为不确定因素对台车倒立摆的动态模型进行建模，推导计及不确定因素下的系统动态微分运动方程。通过仿真验证提出的控制方式的可行性，控制策略下的台车倒立摆系统均可保持稳定，且小车电枢电压满足稳定要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及pid控制，并且更具体地，涉及一种适用于城市台车倒立摆一阶控制系统的鲁棒型pid控制方法及系统。

技术介绍

1、单级倒立摆作为一种典型的非线性动态系统，在控制理论研究中占据经典地位，其高度不稳定性和非线性特性使其成为验证先进控制算法的理想平台。这种系统的动态行为需通过精确建模进行描述，通常基于牛顿力学或拉格朗日方法推导微分运动方程，以准确捕捉台车倒立摆在平衡点附近的动态响应，为后续控制设计奠定基础。目前，针对城市台车倒立摆控制能力的研究需求较大，以提升非线性控制环境下的鲁棒控制水平。随着以台车为代表的一阶控制系统的大规模增加，在城市台车多自由度控制、非线性电力系统稳定控制等领域愈加重要。

2、倒立摆模型的非线性控制理论与电力电子化电网的稳定性挑战高度相关。随着高比例可再生能源的大规模并网，系统等效惯量水平持续下降，导致频率响应滞后和动态稳定性问题凸显，类似倒立摆的不确定性扰动亟需鲁棒控制策略应对。借鉴倒立摆的pid-h∞方法，电力系统正探索虚拟惯量控制、快速频率调制及“以控代切”技术，以提升源-网-荷协调能力，确保在极端工况下的频本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种适用于城市台车倒立摆一阶控制系统的鲁棒型PID控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一阶控制系统模型，包括:

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述一阶控制系统模型确定H∞控制器，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最终的H∞-PID串联控制模型的输出为：

5.一种适用于城市台车倒立摆一阶控制系统的鲁棒型PID控制系统，其特征在于，所述系统包括：

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述一阶控制系统模型，包括:

<p>7.根据权利要求...

【技术特征摘要】

1.一种适用于城市台车倒立摆一阶控制系统的鲁棒型pid控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一阶控制系统模型，包括:

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述一阶控制系统模型确定h∞控制器，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最终的h∞-pid串联控制模型的输出为：

5.一种适用于城市台车倒立摆一阶控制系统的鲁棒型pid控制系统，其特征在于，所述系统包括：

6....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘懿诗，迟永宁，刘超，吕佳泽，寇晗玥，朱耀杨，于洋，苗博，李淑珍，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：