位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
基于GA的两轮自平衡小车LQR最优控制器设计
  • ISSN号:1673-9787
  • 期刊名称:《河南理工大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TP391.9[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]河南理工大学电气工程与自动化学院,河南焦作454000
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51178164);平顶山天安煤业股份有限公司科技攻关项目(112102210003).
中文摘要:

针对传统LQR最优控制器权重矩阵确定困难以及由此导致的响应速度慢等问题,以具有多变量、强耦合、非线性特点的两轮自平衡小车为被控对象,提出了一种通过遗传算法实现LQR控制器参数寻优的方法。选择线性二次型性能指标为目标函数,利用遗传算法的全局优化搜索能力,获取权阵Q的最优解,从而设计状态反馈控制率K,搭建系统动力学模型进行仿真实验。实验结果表明:该方法设计的最优控制器相对于传统的极点配置和LQR方法具有更好的控制效果,系统响应速度更快,超调更小。

英文摘要:

Aiming at the problem of difficulty to determine the weighting matrix for a conventional linear quad- ratic regulator(LQR)optimal controller and the slow response caused by this difficulty, a two-wheel self-balan- cing vehicle with muhivariable, strongly coupling, non-linear characteristics is used as a controlled object, puts forward a parameter optimization method of LQR controller based on genetic algorithm. Choosing the line- ar quadratic performance index as a objective function, the optimal solution of weighting matrix Q is obtained by using global optimization search ability of genetic algorithm. Thus, the state feedback control rate K can be designed, and a dynamical model for the simulation experiment of a system will be built. The results indicate that the GA-LQR controller has a better control effect than a traditional pole placement and an LQR controller, and that the system has more quick response speed and smaller overshoot.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《河南理工大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:河南理工大学
  • 主办单位:河南理工大学
  • 主编:杨小林
  • 地址:河南省焦作市世纪大道2001号
  • 邮编:454000
  • 邮箱:zkxb@hpu.edu.cn
  • 电话:0391-3987253 3987068
  • 国际标准刊号:ISSN:1673-9787
  • 国内统一刊号:ISSN:41-1384/N
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 河南省一级期刊,中文核心期刊,科技核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:4522