状态空间 + LQR 控制模块(现代控制一把梭)
模块描述
适合多变量/耦合系统(倒立摆、小车姿态、双轮平衡等),比“手搓 PID”更体系化。
原理
- 建模:(x{k+1}=Axk+Bu_k),测量 (y=Cx)
- LQR:选权重矩阵 (Q,R) 求最优反馈 (u=-Kx)(强调“稳且省力”)
接口
- 需要状态量:编码器、IMU、位置传感器等
- 输出:PWM/电压电流指令
板上设置
- 传感器坐标系方向(IMU 安装方向)、编码器极性、零位校准按键
电气指标
- IMU 采样与滤波:≥200 Hz(姿态类),编码器输入需抗抖/整形
使用说明
- 模型不准也能跑,但效果打折;常与观测器(下一条)配套。
典型元器件
- IMU:ICM-20602/MPU6050;编码器:增量/磁编;MCU:带 FPU 更友好
关联赛题
- 平衡控制、姿态稳定、复杂耦合对象控制、运动控制进阶题