群时延引起的受控小车二级摆失稳及其抑制

摘要

以受控小车一二级摆为对象,通过理论和实验方法讨论了数字滤波器群时延引起的系统失稳问题,并采用时滞LQ方法实现了对这类失稳的抑制.首先,建立小车-二级摆系统的动力学模型,测试其自由衰减振动后指出对其进行主动控制的必要性.然后,讨论了数字滤波器对受控系统稳定性的影响,其中低通滤波器用于去除控制输人信号中的强高频噪声.研究发现,滤波器指标设置过高时会因群时延量过大而引起系统失稳.由于滤波器群时延量仅与滤波器相频特性相关,可以事先得到,故含滤波器的系统适合于基于状态变换的时滞控制.最后介绍了一种离散的时滞LQ控制,并用其成功实现了对群时延造成的系统失稳的抑制.