环形单级倒立摆系统的优化跟踪控制

倒立摆系统是一个典型的、非线性、不稳定的系统,对倒立摆的控制无论是在理论上还是在有深远的意义。该论文以固高科技环形一级倒立摆试验台装置为平台,建立系统数学模型,重点是利用线性二次最优控制方法,设计出相应的LQR控制器,并对其进行参数优化,使倒立摆系统摆杆摆起并在水平位置附近以较小的角度摆动,同时使连杆在垂直向上的位置保持稳定,然后将控制过程在MATLAB软件上进行仿真,并通过实验实时控制环形倒立摆系统的稳定,实验结果验证了本文提出的控制方法的正确性和可行性。     

基于PLC的平面一级倒立摆控制

正倒立摆是一种检验控制算法的实验平台,在工业中有很多应用。本文利用贝加莱PLC作为控制器实现了一个平面一级倒立摆的控制。本系统的一个优势是可以在Simulink中搭建控制算法,仿真通过后,下载到PLC中即可实现倒立摆的控制;此外,还可在PLC控制平台中直接使用C语言编写控制程序来实现倒立摆的控制。在控制算法的设计上,通过对LQR控制算法的剖析,在每一个方向将其转化为     

基于视觉差反馈的三级倒立摆控制过程改进分析

为更有效对三级倒立摆进行稳定控制,提出了基于视觉差反馈的倒立摆控制系统。首先,通过摄像机采集倒立摆运动过程中的实时图像信息,采用Harris算法的角点匹配方法对倒立摆运动视觉图像信息进行识别匹配;然后,建立三级倒立摆系统的数学模型描述物理量和变量之间的联系,得到系统输出量后对系统进行控制,通过引入线性二次型最优控制方法,对倒立摆起摆过程及稳摆过程进行控制并达到平衡稳定的状态。实验证明,利用视觉反馈对三级倒立摆进行实时监测及控制,实现了对控制理论的智能化,为三级倒立摆控制理论的研究提供依据。     

基于深度神经网络的直线二级倒立摆控制器设计

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。     

基于嵌入式控制器的直线倒立摆最优控制研究

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。     

基于倒立摆系统的模糊控制教学探讨

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.     

基于滑模变结构控制的二级倒立摆实验仿真研究

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。     

自动控制原理实验教学改革探索

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。     

倒立摆系统的模糊神经网络控制

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。     

基于Matlab的一阶倒立摆系统建模及仿真

倒立摆系统是一个典型的快速、多变量、非线性、不稳定系统,建立其数学模型研究其稳定性对于很多工程控制有着重大意义。论文采用机理建模法对一阶倒立摆系统进行分析,建立其数学模型。采用Matlab软件进行仿真验证,仿真结果表明,实验结果符合实际实验设计,所建立的一阶倒立摆系统的数学模型是有效正确的。     

我国成功实现平面运动三级倒立摆

7月15日,北京师范大学李洪兴教授采用高维变论域自适应控制理论,在世界上第一个成功地实现了平面运动三级倒立摆实物系统控制。教育部组织的9位著名科学家对这一成果进行了鉴定,认为这是一项原创性的具有国际领先水平的重大科研成果。倒立摆仿真或实物控制实验是控制领域中用来检验某种控制理论或方法的典型方案。最初研究开始于20世纪50年代。麻省理工学院(MIT)的控制论专家根据火箭发射助推器原理设计出一级倒立摆实验设备,而后人们又参照双足机器人控制问题研制二级倒立摆控制设备,从而提高了检验控制理论或方法的能力,也拓宽了控制理…     

一种倒立摆稳定反馈系统的设计与仿真

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。     

基于模糊控制的三级倒立摆系统仿真

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。     

倒立摆数学模型及其模糊控制实现

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。     

基于PID算法的旋转倒立摆系统设计

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。     

倒立摆系统远程控制设计

为了实现倒立摆远程控制系统,提出了基于C/S、B/S模式,通过网络确保系统顺利运行的实现方法。远程控制软件采用VC＋＋6.0开发平台,该软件分客户端和服务器端两部分,采用TCP方式连接确保数据传输的可靠性。通过IIS搭建局域网,创建网站,完善实验信息。实践表明该系统在校园网内运行正常,具有良好的实时性。     

基于倒立摆的便捷自动控制教学平台的研究与设计

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。     

单级旋转倒立摆的设计与实现

本文设计了一种单级旋转倒立摆,其具有自动控制摆杆摆动角度及将摆杆垂直悬挂倒立的功能,采用单片机为核心控制器设计,使用绝对值式编码器,实时检测摆杆的转动角度。控制策略采用经典控制理论PID的控制算法。最终测试结果表明,本系统可以实现任意大小角度的摆动,实现摆杆倒立稳定悬挂。     

我国科学工作者率先解决三级倒立摆控制难题

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。     

基于CDIO模式的“倒立摆”初级项目实施的研究

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。