基于线性二次型最优控制策略的倒立摆实验系统搭建

以自动控制领域典型的实验、教研设备——倒立摆系统作为研究对象,在建立了倒立摆系统数学模型的基础上,采用线性二次型最优策略进行控制,并利用MFC实现了人机交互,自主搭建了一套直线型一级倒立摆实验系统。系统的成功起摆与保持倒立控制的实现,验证了建模的正确性与控制方式的有效性。     

基于ELVIS的倒立摆二次型最优控制实验系统设计

基于NI-ELVISⅡ虚拟仪器实验平台设计开发了倒立摆平衡控制实验系统。首先分析了倒立摆的控制原理,建立了倒立摆控制系统的数学模型,设计了二次型最优控制器;然后在LabVIEW环境中,设计了倒立摆平衡控制实验的前面板,并进行了仿真和实验研究。实验结果表明:该倒立摆实验系统具有良好的创新性,利用此系统学生可以自行开发不同的控制方法,从而激发学生学习控制理论的兴趣,调动学生的主动性,进一步提高实验教学质量。     

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.     

平面二级倒立摆的线性二次最优控制

采用Lagrange方程建立了平面二级倒立摆的非线性动力学模型,将其在平衡位置附近进行线性化,得到系统在2个正交控制方向解耦的近似模型。根据最优控制理论设计了系统的线性二次最优调节器,并利用Visual C++6.0和Visual Basic 6.0实现了人机交互,实时控制在多媒体定时器中断服务函数内实现,自主搭建了一套平面二级倒立摆实验平台。系统成功实现稳摆控制,仿真及实验结果表明建立平面二级倒立摆解耦模型的合理性与控制算法的有效性。     

基于遗传算法的倒立摆实验系统最优控制器

针对倒立摆系统建模过程中引入的建模误差,提出了一种基于遗传算法的最优控制器设计方法。采用遗传算法优化二次型加权阵时,首先将所关注的系统时域性能指标表示为函数形式,再将遗传算法的适应度函数设计为系统参数为标称值和参数误差达到上、下界时,时域指标函数的和。通过这一过程求得的最优控制器,平衡了系统时域性能和对建模误差的鲁棒性。仿真结果表明,控制器对标称模型的控制效果满足时域设计要求。同时,对存在建模误差的对象也能获得良好的时域响应。与其他基于遗传算法的最优控制器相比,控制器设计之初便考虑到建模误差,提高了最优控制器对建模误差的适应性和鲁棒性。     

单级倒立摆在线性系统实验教学中的应用

倒立摆控制系统是典型的非线性系统。通过Simulink仿真研究了线性系统二次型最优控制和极点配置控制对倒立摆控制效果,表明二次型最优控制具有较好的控制效果。     

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.     

基于模糊自适应PID的桥式起重机智能防摆控制研究

为了消除桥式起重机吊重摆动和实现小车精确定位,提高起重机工作效率,国内外很多学者对防摆控制方法做了大量研究。在建立起重机非线性数学模型的基础上,完成基于模糊自适应PID防摆控制器的设计,其中角度环采用模糊控制器,位置环采用模糊PID控制器。通过与线性二次型最优控制（LQR）仿真结果比较,表明该方法的可行性,其控制过程更加平稳,稳态精度更高,并且当吊重质量和绳长发生改变时,系统仍有较强的鲁棒性。     

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.     

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。     

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。     

基于倒立摆系统的自控原理实验设计

自动控制原理是电气信息类学生的一门重要专业课,本文设计了基于倒立摆系统的自控原理辅助教学实验,使理论与实践相结合,有利于学生理解控制理论中的一些重要概念,了解实际系统的控制设计过程。同时可拓展学生的知识面,培养学生科研能力和创新思维能力。实践证明倒立摆教学实验具有很好的辅助教学效果,适于推广到一般二类本科院校的自控原理教学中。     

一级倒立摆的建模、仿真与实时控制

基于固高公司的一级倒立摆设备,设计了一个适用于控制一级倒立摆的结构简单的模糊控制器,并通过MATLAB仿真平台实时控制摆杆的角度和小车的位移。研究结果表明,该算法相对于其它算法具有简单、实时跟踪效果好等特性。     

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。     

一类倒摆系统的混沌运动

为了研究倒摆系统的全局动力学行为,利用Mel’nikov方法研究了一类倒摆系统的混沌运动,给出了划分系统混沌运动与非混沌运动的参数临界曲线。利用Runge-Kutta方法对系统进行数值模拟,给出了系统的相图和庞加莱截面图,验证了理论分析的结果。结果表明:系统存在由于同宿轨道的稳定流形与不稳定流形横截相交而产生的Smale马蹄意义下的混沌;随着激励频率的增加,混沌阈值先增大、后减小。     

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...     

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。     

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。     

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。     

浅谈单位内部会计控制制度的建立

对建立内部会计控制制度的重要性和原则进行了探讨，提出了建立内部会计控制制度的重要环节，以期对单位内部会计控制制度的建立健全提供参考。