劉白雁，曾　鏞
武漢科技大學機械自動化學院，武漢湖北

摘　　　要：針對倒立擺擺起這類復雜非線性系統的優化控制問題，提出了一種基于遺傳算法的近似全局較優化的控制方法。在導軌長度和控制力受限的情況下，從倒立擺的物理特性出發，以擺桿進入上半平面前的較后一次角速度為零的時刻為分界時刻，將擺起過程分成兩個階段，分別使用自適應交叉、變異算子的遺傳算法搜索每個階段的較優控制決策，實現了1.9s內一級倒立擺的成功擺起。這種方法可以簡化控制規則，優化擺起時間，并使擺桿更加平穩地進入穩擺控制。仿真和實時控制實驗，說明該方法是可行的。
關　鍵　詞：倒立擺；較優控制；遺傳算法；優化

引　言
倒立擺擺起和穩擺控制近年來已經成為控制領域研究的熱點�，F有的大多數擺起控制方法，如仿人智能控制的方法［１］、基于能量的擺起方法［２］，以及預測的方法［３］等，都是依據倒立擺的狀態來判斷（或計算）當前應施加的控制力，對控制力本身不做優化，其優化對象是用于決策的某些參數。也有部分擺起方法，如摹矩陣方法［４］，將倒立擺擺起轉化為多段決策的較短路徑問題來處理，是一種全局尋優的方法。但是由于求解規模的限制，文獻［４］只能保證在控制力只取兩個邊界值時獲得可能的全局較優解，而當控制力在許可范圍內可任意取值時，摹矩陣方法將因路徑太多而難以應用。而使用遺傳算法尋優能夠克服求解規模太大所帶來的困難，能有效地減少計算量，節省計算時間，可獲得控制力許可范圍內可能的全局較優解。

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