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【24h】

Comparison and Benchmarking of NMPC for Swing-Up and Side-Stepping of an Inverted Pendulum with Underlying Velocity Control

机译：NMPC与脊柱旋转速度控制倒摆的横向和侧踏步的比较与基准

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This paper presents the design and investigation of a nonlinear model predictive controller (NMPC) for an inverted pendulum with velocity input. The controller is implemented on a test-rig using the GRAMPC-Toolbox. It is shown that swing-up/ stabilisation and side-stepping can be achieved in a single controller using a suitable cost functional as well as prediction horizon. The impact of different NMPC design parameters on the achievable performance and stability properties is investigated and discussed. Finally, a comparative analysis with an alternative nonlinear control – consisting of energy-based swing-up and a tracking controller based on extended linearisation techniques and state-dependent Riccati equations (SDRE) – is carried out. The individual strength or weakness is discussed based on experimental results at a test rig.
机译：本文介绍了具有速度输入的倒立摆的非线性模型预测控制器（NMPC）的设计和研究。 控制器使用Grampc-Toolbox在测试设备上实现。 结果表明，使用合适的成本函数以及预测地平线，可以在单个控制器中实现摆动/稳定和侧踩。 研究并讨论了不同NMPC设计参数对可实现的性能和稳定性特性的影响。 最后，进行了一种与替代非线性控制的比较分析，由基于能量的挥杆和基于扩展线性化技术的跟踪控制器组成，并进行了基于扩展的线性化技术和状态相关的Riccati方程（SDRE） - 基于试验台的实验结果讨论各个强度或弱点。

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