UKF 环形倒立摆仿真

资 源 简 介

UKF 环形倒立摆仿真

详 情 说 明

UKF（无迹卡尔曼滤波）在环形倒立摆仿真中的应用是一种常见于控制系统的硕士毕业设计选题。环形倒立摆是一种非线性、不稳定系统，常用于验证控制算法的有效性。

UKF 的作用：UKF 是一种适用于非线性系统的滤波方法，相比传统的卡尔曼滤波（EKF），它无需线性化模型，而是通过无迹变换来近似非线性系统的统计特性。在环形倒立摆的仿真中，UKF 主要用于状态估计，即从传感器测量值中准确预测摆杆角度和角速度等信息。

能量控制策略：环形倒立摆的控制目标通常是保持摆杆在垂直位置不倒。能量控制是一种常见的稳定策略，它通过调节摆杆的机械能，如动能和势能，使其逐渐收敛到平衡点。常见的控制方法包括PD控制、LQR控制或滑模控制等。

仿真实现：仿真通常基于 MATLAB/Simulink 或 Python 等工具进行建模。首先建立系统的动力学方程，然后设计 UKF 状态观测器，最后结合能量控制策略进行闭环控制仿真。仿真结果可以评估控制算法的稳定性和鲁棒性。

该课题适合作为硕士毕业设计，因为它涵盖了非线性控制、状态估计及仿真技术，具有一定的理论深度和实践价值。