基于输出反馈控制的二级倒立摆系统

由于直线二级倒立摆系统中,小车和倒立摆速度不能直接测量,所以尝试采用基于输出反馈控制器的鲁棒H∞控制方法对二级倒立摆进行控制。首先,利用Lyapunov稳定性理论并结合LMI技术进行输出反馈控制器的设计,然后在Matlab环境下对倒立摆系统进行仿真研究。实验结果表明,本文所设计的输出反馈控制器是令人满意的。     

一阶倒立摆的 PID 控制

倒立摆系统是自动控制理论课的理想实验对象，本文介绍了一阶倒立摆系统的构成和数学模型，设计了PID控制器，在MATLAB环境下进行仿真，并在实验装置上进行了实验。     

旋转二级倒立摆的双闭环模糊控制

针对加拿大Quanser公司提供的旋转二级倒立摆实验装置,利用Lagrange方程进行系统建模,并将双闭环模糊控制方案应用到旋转二级倒立摆模型上。双闭环结构中,内环控制下摆杆角度,外环控制上摆杆角度,针对内外环分别设计了模糊控制器。实验结果表明,该方案简单、可行,并在实时控制中具有良好的控制性能。     

基于模糊策略的单级旋转倒立摆控制

单级旋转倒立摆系统是一种典型的非线性、不稳定的控制对象和广泛应用的物理模型。本文介绍了单级旋转倒立摆的构成以及系统结构,并设计了模糊控制器。以加拿大Quanser公司生产的旋转倒立摆系统为研究对象,进行了实验研究。实验结果表明该模糊控制器在动态指标和稳态精度方面都有明显的优越性。     

基于52单片机的旋转倒立摆的研究和设计

提出了基于52单片机和PID控制算法采用角位移传感器控制直流力矩电机的旋转倒立摆的设计方案.实验表明该倒立摆系统稳定、结构简单、成本低、控制容易,实现摆角超过-60度到60度及整个圆周运动,当摆杆处于倒立姿态时施加外力干扰,能在5s内恢复倒立,并且保持倒立时间超过10s.     

自动控制原理创新实践教学探究——以基于STM32的一阶旋转倒立摆实验装置设计为例

结合创新课程需要,以提高自动化类学生的理论结合实践能力为出发点,基于STM32设计并制作了一阶旋转倒立摆实验装置。该装置采用并级双闭环PID控制策略,一个控制旋转臂角度,一个控制摆杆倒立角度,实现了对一阶旋转倒立摆的起摆和稳摆控制(起摆时间为3 s,受扰动后的调节时间为0.4 s),并给出了一阶旋转倒立摆装置的总体设计方案、硬件电路和软件设计过程。实践表明,该装置搭建方便,易于理解和掌握知识点,适合于自动化类学生学习使用,可以有效调动学生的学习积极性,培养其深入思考能力,激发其创新思维。     

基于STM32和增量PID的旋转倒立摆的设计

旋转倒立摆系统应用广泛,但是传统设计中存在成本较高、功耗较大等问题.针对该难题,提出利用32位低功耗嵌入式芯片STM32作为主控制器、以增量PID和惯性起摆为控制算法的解决思路.通过连续多次采样角度传感器WDX35D,STM32将获取的数值进行增量PID计算并产生PWM信号,使BTS7960能够快速、平滑地驱动伺服电机,实现摆杆进入稳定的倒立状态.实践表明,该倒立摆稳定、可靠、运行平滑、抗干扰能力强,具有低成本、低功耗等优点.     

倒立摆控制系统实验教学探讨

基于固高科技（深圳）有限公司直线倒立摆系统开发了《倒立摆控制系统实验》.指出本实验课开设的背景和目的,阐述了所采用的软硬件设备.概括介绍了实验课所包含的三部分内容,并将实验教学分成三个阶段对教学方法进行了探讨.     

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Quanser平台的旋转单级倒立摆控制系统的研究与实现

倒立摆系统的稳定控制是控制理论中的典型问题,在倒立摆的控制过程中能够有效反映控制理论中的许多关键问题,如非线性、鲁棒性、跟踪问题等。文章基于Quanser平台,在Matlab/Simulink中搭建了旋转单级倒立摆实时控制系统,对其进行了建模分析,并设计了PID控制器。从仿真结果可以看出,PID控制器实时控制效果较好,倒立摆摆杆角度响应平滑,抖动小。     

旋转式倒立摆系统控制策略研究

介绍了一种新型的旋转式倒立摆实验装置,对其系统模型进行动力学分析,建立了一个四阶状态空间方程。分别采用状态反馈和最优控制方法对其进行仿真研究,在此基础上实现倒立摆实时稳定控制。     

环形倒立摆实验教学平台设计

设计制作单片机最小系统板、直流电机驱动电路、旋臂和摆杆位置检测电路等硬件模块,搭建了环形倒立摆实验教学平台。利用欧拉-拉格朗日法分析环形倒立摆数学模型,设计了基于LMI的滑模变结构控制器,通过Matlab仿真和实际测试,最终倒立摆系统能够在平衡位置附近稳定,即旋臂在水平转动面0°处稳定、摆杆保持垂直向上稳定。该平台应用于自动控制相关课程的实验教学中,方便高效,具有较好的实验演示效果,能够提高学生的实验积极性,增强学生的实践动手能力。     

倒立摆系统的模糊控制研究

当倒立摆的摆角和摆速在一定范围内变化时,分别采用三个模糊集"负、零、正",对倒立摆系统的数学模型方程进行模糊化,得到7条Sugeno型模糊规则,根据系统参数及摆角和摆速的值,得到对应模糊规则下倒立摆系统的数学模型方程,然后对每个区域选择期望的闭环极点,设计出极点配置状态反馈控制器,对倒立摆系统进行控制,仿真结果力证了此方法的有效性。     

微机在倒立摆装置中的应用

着重研究倒立摆系统的计算机控制方法 ,其目的是在原有的倒立摆系统的模拟控制基础上 ,进行计算机控制开发。     

虚拟倒立摆实验系统的设计

设计一个虚拟倒立摆实验系统,用于自动化专业基础课的课堂演示和实验教学。首先,在Simulink环境下,建立倒立摆基于状态观测器的反馈控制系统仿真模型;然后,利用Pro/ENGINEER和3DMAX软件建立倒立摆虚拟现实仿真模型;最后,借助于MATLAB虚拟现实工具箱对虚拟倒立摆进行可视化控制,实现虚拟场景和Simulink模型的联合仿真,可以直观地观察控制效果。     

基于倒立摆系统的模糊控制研究

模糊控制算法应用在控制领域中始于上个世纪中期,经历了40余年发展,其理论算法越来越成熟,并且广泛应用于各个领域.模糊控制的优点是采用语言控制规则,设计控制策略易于接受,缺点是控制量较多时的语言控制规则过多难以实现.针对语言控制规则过多问题,通过最优算法把控制量简化成系统偏差及其变化率,使语言控制规则简化.采用倒立摆系统作为被控对象,通过系统的实时控制波形,验证算法的可行性.     

远程斜支架倒立摆算法控制

提出利用算法控制算法,实现了校园内远程控制实验对象--斜支架倒立摆系统的起摆及稳摆控制.建立了斜支架倒立摆系统的数学模型,设计了模糊控制器,并对该系统进行了计算机仿真,通过远程的数据传递,将该控制算法用于实际的被控对象中.实验证明,该算法有很好的控制效果.     

基于Internet的倒立摆网络控制系统

本文讲述了基于Internet的倒立摆网络控制系统。该系统应用Internet、自动控制、面向对象编程及数据库等技术，使学生能够远程登录该系统进行倒立摆实验设计，并通过Internet运行实验得到结果。     

基于BP神经网络的倒立摆智能控制研究

本文首先介绍了一种典型3层BP神经网络模型及其基本原理,然后在惯性坐标系内应用经典力学理论建立了直线一级倒立摆的动力学模型,得到以小车加速度作为输入的系统状态空间方程,在MATLAB中利用lqr函数求得系统最优反馈增益矩阵K并实现了稳定控制.在实时控制过程中不断采集数据样本并保存,用.m文件编写BP神经网络训练程序,对...