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。     

一级倒立摆系统稳定性和相轨图分析

根据倒立摆系统的运动微分方程近似分析了其运动的稳定性．利用计算机精确模拟出其在不同外界激励下相空间的运动轨迹，并根据相轨图简单分析其由规则运动发展到混沌运动的过程。     

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.     

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。     

基于卡尔曼滤波的一级倒立摆LQR控制研究

倒立摆系统的输出不可避免地受到系统噪声和量测噪声的影响,应用卡尔曼滤波对系统输出作最优估计,可以有效地提高系统的鲁棒性。文中给出了卡尔曼滤波应用条件,对单一LQR调节器系统和前置卡尔曼滤波的LQR调节器系统作了仿真对比。并应用前置卡尔曼滤波的LQR调节器成功稳定了一级倒立摆系统。     

倒立摆系统数学建模与PID控制器实现

针对多变量、非线性、强耦舍性的倒立摆系统,采用牛顿一欧拉法建立了其动力学方程,并进行了线性化处理,得到了状态空间模型,从而设计出一种传统PID控制方案,实现了对摆杆的稳定控制。最后在MATLAB环境下进行了计算机仿真,仿真结果表明,摆杆角度控制过程具有良好的动态性能和稳态性能,验证了建模的正确性和控制方案的有效性。     

旋转式倒立摆系统的四维模糊控制算法

倒立摆系统是典型的非线性、不稳定系统．设计了一个四维模糊控制器,选择以旋转式倒立摆的角度为优先控制,并建立了相应的控制规则,最后进行了仿真控制的分析,仿真结果表明该系统具有鲁棒性、稳定性好和算法简单的特点,可以应用在控制要求较高的场合．     

倒立摆教学实验系统的设计与应用

介绍了自行研制的小车型一级倒立摆教学实验系统,阐述了系统的构成及特点,并详细介绍了基于此系统所专门设计的4个实验.该系统主要用于机电控制类课实践教学,使学生综合运用所学知识,全面掌握实际机电系统控制问题的认识、分析和解决的一般方法.     

基于XZ-Ⅱ型旋转式倒立摆故障诊断器设计

研究使用基于模型的方法来发现一个突发故障并估计这个故障的大小。对XZ-II型旋转式倒立摆建立T-S模糊模型以及提出一种T-S模糊模型描述的非线性系统残差生成器的设计方法,以XZ-Ⅱ型旋转式倒立摆的模糊系统为基础,设计故障诊断器。利用Matlab对XZ-Ⅱ型旋转式倒立摆的故障诊断器进行仿真实验,并对实验仿真结果进行分析,验证提出的故障诊断器设计方案的可行性。     

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。     

自适应模糊PID控制在倒立摆系统中的应用

本文在倒立摆系统的非线性动力学数学模型基础上，设计了一种自适应模糊PID控制器，对PID参数进行动态整定，并对一级倒立摆系统进行了控制研究。通过Simulink仿真实验表明，与传统PID控制方法相比较，其响应速度和超调量等性能指标得到显著改善。     

基于直线倒立摆的自控实验平台研究

针对现有倒立摆实验平台占地空间大、价格贵,控制器接口封闭等问题,该文设计出结构紧凑,硬件可视化、接口开放化、模块化的倒立摆实验平台.首先建立了直线倒立摆数学模型,并搭建出控制系统仿真模型.然后结合根轨迹法和SISO工具完成位置环和角度环的控制器设计与仿真,同时对控制系统进行仿真与波形分析.构建基于微处理器的直线倒立摆实...     

Intelligent control on three-stage inverted pendulums

校澹睿洌酰欤酰恚骉X１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎｉｎｇａｒｅｌｉａｂｌｅａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｂｌｅｃｏｎｔｒｏｌｅｒｆｏｒａｎｏｎｌｉｎｅａｒｓｙｓｔｅｍｉｓｎｏｔｓｕｆｉｃｉｅｎｔｌｙａｄｄｒｅｓｓｅｄｂｙｃｏｎ－ｖｅｎｔｉｏｎａｌｃｏ?..     

基于环形倒立摆的综合实训平台

基于拉格朗日动力学定理,在状态空间内对环形倒立摆进行建模仿真,得到理想的控制策略;选择ARM Cortex-M4系列的K60单片机作为主控制器,精密电位器作为位置反馈,依照理论仿真的控制策略对系统进行控制。该综合实训平台采用理论建模仿真和实际参数调试一体化训练方式,改变了理论研究和实践调试脱节的现状。     

基于 FPGA 的倒立摆模糊 PID 控制器设计实现

在 FPGA 上设计部署模糊自适应 PID 算法,并针对典型的自动控制对象——直线倒立摆完成稳摆控制,以验证该算法的硬件可实现性。在直线倒立摆模型基础上,运用模糊控制理论对 PID 参数进行自适应整定,再根据模糊 PID 处理过程,结合离散 PID 算法,采用半查表加半计算方式,在 Quartus II 及 Modelsim 平台上完成 Verilog HDL 的硬件编程设计与仿真。通过 Simulink 仿真比较可知,模糊自适应 PID 相对于经典 PID 控制的响应性能指标更优,最后基于 EP4CE6E22C8N 芯片,以较少的资源开销实现了控制器设计。基于 FPGA的模糊自适应 PID 控制器能够充分利用该器件特性,凸显模糊自适应 PID 算法优势,实现对倒立摆的实时控制。