基于粒子群算法的直线二级倒立摆LQR控制器优化方法

简介：
本研究提出了一种利用粒子群优化算法改进直线二级倒立摆系统的线性二次型调节器(LQR)控制策略的方法，有效提升了系统稳定性与响应性能。 针对线性二次型调节器在倒立摆最优控制设计过程中对加权矩阵选择的盲目性问题,本段落采用粒子群算法优化加权矩阵的选择过程。通过引入惯性权重来改进加权矩阵的选择方法，并获得状态反馈控制率，从而设计出更优控制器。 以直线二级倒立摆控制系统作为研究对象，对比分析了传统线性二次型调节器算法与基于粒子群优化的线性二次型调节器算法在稳摆控制和抗干扰能力方面的表现。实验结果表明：采用改进后的最优控制器可以使系统的响应时间更快且超调量更小；直线二级倒立摆在4秒内即可达到稳定状态，并表现出较强的实时抗扰动性能。 综上所述，基于粒子群优化的线性二次型调节器算法在控制直线二级倒立摆系统时效果更为理想。