悬臂式倒立摆H_∞控制设计及仿真

针对旋臂式倒立摆的稳定控制问题,建立了二阶旋臂式倒立摆系统的数学模型,运用连续系统线性鲁棒H∞最优控制理论,通过设计旋臂式倒立摆控制系统的鲁棒调节器,使倒立摆系统在闭环状态下稳定并具有较强的鲁棒稳定性。运用Matlab进行仿真,通过与传统线性二次型最优控制配置方法相比较,结果发现鲁棒H∞最优控制效果更好。     

基于H∞控制的倒摆平衡系统鲁棒性研究

根据H∞鲁棒控制的特点,针对参数摄动及干扰的问题,对倒立摆平衡系统进行控制。仿真研究表明：用H∞控制理论设计的控制器对其进行控制,在模型参数摄动及干扰信号作用的情况下,具有很强的鲁棒稳定性和抗干扰能力。     

倒立摆系统的智能控制算法研究

倒立摆系统是一种典型的控制系统模型,能够将实际与理论相结合,可以开发出新的控制算法来应用在系统模型之上。采用模糊控制算法研究二级倒立摆系统的控制问题,设计模糊控制器控制倒立摆系统的稳定。实践证明,模糊控制算法对二级倒立摆系统是可行的。     

基于鲁棒优化算法的小型无人机模糊控制器研究

简要论述了小型无人机的经典H2/H∞鲁棒优化算法,并在此优化控制算法基础上,对模糊控制器开展了研究,模糊控制器的知识库主要依据原型无人机的实验数据搭建。为了验证模糊控制器的控制品质和鲁棒性,在小型无人机的静态参数(高度、角度)控制回路上将模糊控制器与原型控制器进行了结合,使之成为鲁棒模糊控制器。对小型无人机鲁棒模糊控制系统参数的控制品质和鲁棒性进行了计算,并将这些特性和原型机进行了比较。仿真结果表明,采用模糊控制器的控制系统鲁棒性提高了近一个数量级。     

基于MATLAB的倒立摆控制参数优化的研究

倒立摆典型的不稳定的非线性系统,具有成本低、结构简单、易于控制的特点,因此常常用倒立摆系统来检验各种控制方法的优劣。倒立摆摆起的控制是研究倒立摆控制的难点,目前关于倒立摆的研究已经很多,这些研究基本上都是建立在嘉定倒立摆系统的小车轨道足够长的基础上的。本文在介绍倒立摆的基础上提出了倒立摆轨道控制的难题,将小车的位移以及摆起时间作为优化参数,实现在长度受限的轨道上使用较少的时间完成摆起。     

二级倒立摆的模糊控制研究

倒立摆系统是多变量、非线性、强耦合的控制系统.采用模糊控制理论研究二级倒立摆控制问题.运用最优控制方法设计融合函数以降低模糊控制器的维数,减少模糊控制规则数,进而提高模糊控制器的性能品质.理论和实验都表明该模糊控制算法是有效,可行的.     

基于线性规划的不确定系统参数及其边界的辨识方法

一般的辨识方法都是求系统参数的点估计。但是在鲁棒控制、鲁棒自适应控制中,不但要知道系统的标称模型,而且要求得到系统参数的不确定性区间估计＾（１）。本文提出了一种用线性规划法求得系统参数不确定性间隔的方法。这种方法可以用于ＵＢＢＥ（Ｕｎｋｎｏｗｎ Ｂｕｔ Ｂｏｕｎｄｅｄ Ｅｒｒｏｒ）系统中。该算法不但可以提高估计的精度,而且还可以给出参数的不确定性边界,从而方便了鲁棒控制系统的设计。     

自动化理论与技术

0625039标准语言在功能验证中的作用[刊,中]/Cadence设计系统公司//电子设计技术．—2006,13(5)．—90-92 (C2) 0625040协同设计技术[刊,中]/Michad Santarini//电子设计技术．—2006,13(5)．—64-72(C2) 0625041一种混沌优化的双模糊控制器——倒立摆系统的设计[刊,中]/邹恩//中南大学学报(自然科学版)．—2006,37(3)．—567-571(L)将单级倒立摆的4维输出分解为2个2维模糊控制器的输入量,与倒立摆组成闭环控制,内环调节摆杆的角度,外环控制小车的位移。采用混沌算法优化控制器的参数,首先将混沌因子引入模糊控制器参数域的优化搜索中并在全局范围内直接寻优,当获得全局     

基于单片机实现的二级倒立摆控制系统

倒立摆控制系统是一个典型的多阶次、强耦合的时变复杂系统,并且系统阶次高,且存在一定的非线性因素,使得倒立摆系统难以用精确数学模型描述。用经典法设计控制器存在较大的局限性。分析倒立摆控制系统的运动模态,根据人控制倒摆的经验,得到倒立摆系统的控制规律。并利用MCS 52单片机对倒立摆实施控制,实验结果表明该方法控制精度高,能满足预期目的。     

二级倒立摆系统的模糊控制

倒立摆系统作为一种典型的实验装置,它具有高阶次、非线性、不稳定、多变量、强耦合等特点,可以很好的验证控制理论,并且与工程中的控制对象具有类似的结构。文中采用模糊控制研究二级倒立摆系统的实时控制问题,设计模糊控制器控制倒立摆系统的稳定。实践证明,模糊控制方法控制二级倒立摆系统的稳定是可行的。     

参数不确定高超声速飞行器自适应模糊H_∞控制

针对具有参数不确定性特点的高超声速飞行器输出跟踪问题,提出了一种自适应模糊H∞控制器设计方法。考虑系统存在的参数不确定性,利用自适应模糊系统在线逼近动态逆控制器中的非线性项,同时引入鲁棒补偿项,减轻模糊系统逼近误差和系统外部干扰对控制系统稳定性造成的影响,提高控制器的H∞性能。利用Lyapunov理论对整个系统的稳定性进行证明。对比仿真结果表明该方法能够保证高超声速飞行器具有良好的跟踪性能和很强的鲁棒性。     

基于MATLAB的一阶倒立摆控制系统的建模与仿真

讨论了一阶倒立摆控制系统的数学模型及其建立方法,并通过MATLAB的Simulink模型整定出一阶倒立摆双闭环PID控制系统的最优控制参数,最后对该系统的鲁棒性进行了仿真分析.     

模糊控制在二级倒立摆系统中的应用

针对倒立摆系统的非线性、不稳定的控制问题,推导了二级倒立摆系统的数学模型和状态空间表达式,对倒立摆系统在平衡点附近进行了可控性分析,提出了一种基于模糊控制器进行控制的方法,建立了相应的控制规则。实验结果表明,该系统具有鲁棒性、稳定性好的特点。     

基于HCMAC与PID复合控制的倒立摆控制系统

倒立摆控制系统是一个复杂的、不稳定、非线性系统,是进行控制理论研究的理想实验平台。针对单级倒立摆的平衡控制问题,提出了基于HCMAC(超闭球小脑模型关节控制器)与PID的复合控制方案,给出了倒立摆控制系统的数学模型和控制算法。通过仿真实验研究,证明了HCMAC与PID的复合控制比传统PID控制有更好的控制效果,适用于非线性实时控制。     

不确定性机器人的鲁棒跟踪控制

提出一种基于新模型的机器人计算力矩鲁棒跟踪控制.首先利用反馈控制技术,把多关节机器人动力学模型转化成一个线性状态方程.然后基于此线性状态方程,应用李雅普诺夫函数设计思想,针对不确定性有界的要求,设计连续鲁棒补偿控制器来抑制不确定性对机器人控制系统的影响.根据所选控制器中个别参数的不同,分别使机器人系统满足全局指数稳定(GES),全局渐近稳定(GAS)和全局一致终值有界(GUUB).     

基于倒立摆的PID控制算法的研究

建立了直线一级倒立摆的数学模型,设计出倒立摆系统的PID控制器,并使用“稳定边界法”快速整定了PID算法的控制参数,最后通过Matlab／Simulink进行了仿真实验。结果指出PID算法能够有效控制倒立摆的摆杆角度。     

简易旋转倒立摆及控制装置研究与实现

本系统选用Freescale公司的mc9s12xs128单片机为主控制器,控制采用角度PD(比例/微分)算法,实现摆杆在直立的过程中电机对旋转臂的控制。其主要由倒立摆平台、数据采集、主控板、驱动系统、电源系统五个功能模块组成。技术关键在于摆杆位置测量及电机调整旋转臂的位置。采用陀螺仪-加速度计传感器实现摆杆位置的测量,具有减速齿轮组的减速直流电机实现对旋转臂的控制。为提高系统控制精度及抗干扰性能,数据采集及处理中应用现场零点采集及互补滤波等处理技术。摆杆能够从自然下垂状态完成圆周运动并自主保持倒立,在外力干扰下迅速恢复倒立。性能良好,具备实际应用价值。     

基于STC89C52的简易倒立摆控制装置设计

以全国大学生电子设计竞赛为背景,通过分析简易旋转倒立摆及控制装置系统的任务和基本要求,设计制作了基于单片机为主控芯片的倒立摆控制系统,利用光电编码器传回来的反馈信号采用PID控制调节,并发出控制信号驱动直流电机,实现调速控制。该装置可以使旋转臂适时适当的摆动,准确地让摆杆在短时间内达到题目所需的要求。     

考虑压电陶瓷不确定性的鲁棒自适应控制

选择信息熵作为判定相似性的工具,在判定数据相似性的基础上选择控制对象等效模型参数。采用简单的一阶惯性模型等效复杂的压电陶瓷模型。考虑实际压电器件的不确定性,在等效模型中,将不确定性视为符合高斯分布的变量。考虑不确定参数的影响,基于线性矩阵不等式(LMI)法的鲁棒镇定,保证系统的鲁棒稳定性。选定控制目标,使用自适应李雅普诺夫(Lyapunov)函数方法设计模型控制器。仿真结果验证控制策略效果良好。     

基于AVR单片机的旋转倒立摆设计

对简易旋转倒立摆的各个模块做了相关介绍,对系统的实现方案和设计步骤进行描述。采用ATmega16单片机作为主控元件,以BTS7960模块作为驱动器,使用直流伺服电机作为驱动电机。采用增量式PID算法控制摆杆达到稳定,对摆杆所处位置的角度进行分段,然后采用分段PID算法进行控制,以使摆杆快速趋于稳定状态,得到良好的控制效果。