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针对直线二级倒立摆抗干扰控制器设计问题,研究了基于深度神经网络的智能控制方法。首先介绍了BP神经网络和深度神经网络模型及优化算法,并且根据直线二级倒立摆状态方程,研究了基于深度神经网络的直线二级倒立摆控制算法。然后设计了一个六输入单输出的深度神经网络控制器模型,并利用Pytorch框架,以LQR作为导师进行神经网络的训练,训练完成后利用MATLAB软件对训练后的神经网络进行仿真实验验证,并与BP神经网络控制器进行对比,最后在直线二级倒立摆实验平台上进行实验验证。仿真与实验表明,所设计的深度神经网络控制器能够实现直线二级倒立摆的良好抗干扰控制,从而证明了该研究设计方法的合理性和有效性。 相似文献
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倒立摆系统是典型的非线性、多变量、强耦合的系统,广泛应用于对各种控制理论和控制策略的有效性的检验。文中仅使用固高公司提供的伺服电机驱动器和倒立摆本体,另行设计了ARM控制器、信号连接电路,编写了运动控制函数库,搭建了一套基于ARM控制器和Linux系统的倒立摆控制系统,并在该实验平台使用PID,极点配置,LQR等算法完成仿真实验,并运用LQR对实际系统进行控制,实现了良好的控制效果。 相似文献
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模糊控制理论的抽象性和实用性,对于模糊控制的教学提出了更高的要求.本文结合倒立摆这一典型的控制对象,引导学生借助matlab模糊工具箱设计模糊控制器,并通过直观的倒立摆控制实验,使学生熟悉模糊控制器的设计过程和在实际中的应用效果,达到丰富教学内容、拓展学生知识面的目的. 相似文献
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针对二级倒立摆系统的快速响应及其稳定和鲁棒控制问题,以直线二级倒立摆为研究对象,在建立其非线性数学模型的基础上,利用极点配置方法设计了滑模变结构控制器。将所设计的控制器应用到二级倒立摆系统,实验仿真表明,该控制策略实现了对二级倒立摆系统的实时跟踪控制,系统具有较好稳定控制和较强抗干扰能力。 相似文献
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分析当前我校《自动控制原理》实验课程的教学和学生现状,着力于提高学生解决复杂工程问题能力,对实验教学内容设计进行探索,提出了基于复杂工程系统概念的实验教学设计。以"倒立摆控制系统设计"为例,分析了实验设计过程,根据学生个体差异提出了分层选题的方法,提高学生的自主学习能力和实验动手能力。 相似文献
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本文采用神经网络与自适应神经网络模糊推理(Anfis)工具对一级倒立摆进行控制。在神经网络控制的基础上,将神经网络控制与模糊控制相结合,利用神经网络学习模糊控制规则数据,对模糊神经控制器进行训练。实验表明,当模型参数改变及干扰作用时,自适应神经网络模糊推理系统有良好的自适应能力,能使倒立摆小车抵抗外界干扰并能较准确地到达预定位置。 相似文献
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为达到倒立摆的稳定控制,在建立倒立摆状态反馈系统数学模型的基础上,应用状态反馈控制配置系统极点设计倒立摆系统的控制器,从而实现其状态反馈。基于此,利用MATLAB软件对倒立摆的运动进行计算机仿真,仿真结果表明,所设计的方法可使系统稳定工作并具有良好的动静态性能。 相似文献
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倒立摆是理想的自动控制试验对象,应用模糊控制方法,研究了三级倒立摆系统的稳定控制问题。通过对系统的线性化模型设计LQR最优控制反馈权阵,并基于最优线性控制的反馈参数选择模糊控制参数。仿真结果表明该方法可实现三级倒立摆系统的稳定控制,具有参数选择简单、动态性能较好等特点。 相似文献
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本文明确控制目标,以二级倒立摆为例,在建立了倒立摆的数学模型的基础上,对其进行求解,采用模糊控制的方法,引入带自调整函数的模糊控制器,通过参数调整,达到最优的控制效果。 相似文献
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倒立摆系统本身是一个非线性控制系统,具有多变量、高阶次、强耦合以及严重不稳定的特点。主要任务是设计一个基于PID算法的旋转倒立摆控制系统,利用单片机运用PID算法对系统进行控制,能够使旋转倒立摆的摆杆快速达到倒立平衡状态并具有一定的抗干扰能力。 相似文献
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设计一基于倒立摆的便捷自动控制教学平台,内置三维陀螺仪、加速度计等传感器,可实现平台的自主直立控制。平台利用STM32单片机对陀螺仪的角速度和加速度计的加速度进行实时跟踪,采用卡尔曼滤波算法对陀螺仪与加速度计采集回来的姿态信号进行校正,从而得到一个准确的空间姿态;通过采集编码器产生的脉冲来计数,形成速度闭环控制,实现双轮自平衡教学平台在任何干扰情况下,均能保持直立平衡状态。该教学平台的特点在于体积小巧,携带方便,操作简单,运行可靠,调整速度快。该平台是一个可随堂演示的PID控制系统,采用现场实物演示将大大增添课堂趣味性,学生们学习相关理论知识时将会更加积极主动,从而提高理论教学的质量。 相似文献
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倒立摆的研究既有深刻的工程背景,又有重要的理论和实际意义,是当今国内外学者研究的热门课题之一。倒立摆的研究方法很多,这里提出的拟人智能控制理论是一种基于非精确模型、集人的智慧与计算机技术为一体的新的控制方法。它先后解决了一级、二级倒立摆的控制问题,并具有良好的性能。为完成三级倒立摆在单电机作用下的稳定控制,世界各国科学家在不断探索,提出了一些较新的控制理论和方法,但由于三级倒立摆控制在理论方法和工程实现上的难度,一直悬而未决。 相似文献
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为了培养适应民航业飞速发展的高素质机务维修人员,加强实践教学的质量,本文针对民航机务维修的专业特点,通过分析"倒立摆"初级项目的教学目标,结合一线教师的教学经验及实际问题的教学研讨,利用CDIO模式在提高学生实践工程能力方面的优势,研究了将此初级项目分为试做阶段、准备阶段和实施阶段的教学过程设计,探索了"倒立摆"初级项目中CDIO模式的应用,提高了教学效率和学生的综合能力,为其他民航相关专业如何提高实践教学质量提供了一定的参考。 相似文献