云模型在倒立摆控制中的应用

文中提出了一种利用云模型有效地实现单电机控制的三级倒立摆动态平衡的方法。通过研究倒立摆系统的定性控制机理,给出了定性和定量之间转换的云模型的形式化表示,用来反映语言值中蕴涵的模型性和随机性。     

二级倒立摆变结构控制改进方案的对比研究

关于二级倒立摆稳定性优化控制问题,二级倒立摆是一个高度非线性系统,具有强耦合和快速运动的特点。但目前采用常规滑动模态变结构控制方法使系统出现高频抖动,导致系统存在稳定性差的问题。采用直线二级倒立摆为被控对象,通过用指数趋近律、边界层法和连续函数的趋近律三种改进方案对二级倒立摆系统进行了仿真,实验效果的对比结果表明,三种方案均能实现对二级倒立摆的稳定性有效控制,并可以使系统抖振得到抑制,为二级倒立摆稳定性设计提供了依据。     

拟人控制二维单倒立摆

以二维单极倒立摆为被控对象，利用拟人控制的思想形成非线性控制律，并确定出反馈系数间的相对关系。通过在线调试实现定性控制律的量化，从而成功地控制了二维单级倒立摆的稳定。与传统的控制系统设计相比，不依赖于数学模型，不受线性约束；与模糊控制相比，不需要人类直接被控对象的经验。拟人控制方法设计简单易行，且得到的控制系统具有较强的鲁棒性。     

单级倒立摆基于LMI的H∞控制

采用拉格朗日方法对单级倒立摆系统进行了数学建模,并进行了稳定性、可控性、可观测性分析。针对单级倒立摆系统的控制问题,采用基于线性矩阵不等式(LMI)的H∞控制算法,并应用matlab对该倒立摆系统进行了仿真实验。结果表明,基于LMI的H∞控制方法考虑了被控对象中存在的各种不确定因素,抑制了扰动对输出的影响,系统的振荡小,调节时间短,响应速度快,使系统具有较强的鲁棒性和较好的动态性能,能够较好地完成倒立摆的运动控制。     

单级倒立摆基于LMI的H∞控制

采用拉格朗日方法对单级倒立摆系统进行了数学建模,并进行了稳定性、可控性、可观测性分析。针对单级倒立摆系统的控制问题,采用基于线性矩阵不等式（LMI）的H∞控制算法,并应用matlab对该倒立摆系统进行了仿真实验。结果表明,基于LMI的H∞控制方法考虑了被控对象中存在的各种不确定因素,抑制了扰动对输出的影响,系统的振荡小,调节时间短,响应速度快,使系统具有较强的鲁棒性和较好的动态性能,能够较好地完成倒立摆的运动控制。     

基于DSP实现的一阶倒立摆控制

倒立摆是控制领域中典型的被控对象。本文通过智能控制算法实现倒立摆的起摆控制。当摆杆的角度进入稳定区域时,通过PID控制算法使摆杆稳定。整个控制过程由基于DSP(DigitalSignalProcessor)为核心的控制器来实现。经过实物检验,成功地实现了一级倒立摆的稳摆和起摆控制。     

基于模型设计的倒立摆滑模变结构控制器研究

提出一种基于模型(MBD)的倒立摆控制器设计方法.相对于传统软件设计流程,MBD具备代码生成和早期算法验证功能.首先运用Lagrange方程建立倒立摆仿真模型;然后设计基于LMI倒立摆滑模变结构控制器算法模型,在仿真环境下与被控模型结合形成控制综合系统并进行仿真实验;接着自动生成滑模变结构高效嵌入式代码,整合成倒立摆控...     

拟人智能控制三级倒立摆

文章主要阐述一种拟人智能控制三级倒立摆的方法。其控制策略可以不依靠精确的数学模型,而借助人的控制经验、直觉和计算机技术,将定性分析与定量估算有机地结合,从而形成一种有效的控制规律。实验结果表明,该方法对被控对象的状态和参数变化具有较强的稳定鲁律性和品质鲁律性,表明了拟人智能控制方法的可行性和有效性,是一种比较实用的控制方法。     

基于单片机实现的智能控制倒立摆

主要阐述一种利用单片机实现智能控制倒立摆的方法。其控制策略是可以不依靠精确的数学模型,而是借助于人的控制经验、直觉以及计算机技术,将定性分析和定量计算有机地结合,形成有效的控制规律,由单片机实现其智能控制律。实验结果表明,该方法对被控对象的状态和参数变化具有较强的稳定鲁棒性,是一种比较实用的实现方法。     

基于柔性逻辑的智能控制器设计与仿真

研究倒立摆复杂系统优化控制问题,传统优化控制要建立精确数学模型,但与实际不符。对复杂系统采用具有认知和仿人功能、适应不确定环境等特性的智能控制方法较传统控制方法更具优势。为此,提出一种柔性泛逻辑学的智能控制模型,具有三个典型参数(e、h、k),分别反映了控制过程中的决策门限、被控量之间的关系和测量误差,能更好地掌握控制的思路。对三级倒立摆的控制采用上述方法进行仿真,实验证明了模型的正确性和有效性,并且具有良好的抗干扰能力,为复杂系统控制寻求了一种新的有效途径。     

拟人智能控制及鲁棒LQ控制在倒立摆基准问题中的应用

分别应用拟人智能控制策略解决倒立摆标称系统的控制和鲁棒LQ方法解决其鲁棒控制问题.拟人智能控制模仿人解决问题的归约思路,从物理角度出发分析被控系统并设计定性控制律.利用遗传算法良好的全局搜索收敛特点,对定性控制律中的参数进行优化搜索.当模型只存在结构化型不确定性且不确定性有界时,可通过求解一个Riccati方程来设计鲁棒LQ控制器.仿真结果表明给定的控制指标均得到满足,且控制律算法简单,实现比较方便.     

三级倒立摆的自动摆起与稳定控制

采用非线性逆系统轨迹控制实现三级倒立摆的自动摆起,并设计了变增益LQR控制器将其稳定在竖直倒立位置.首先,三级倒立摆从静止下垂状态摆起到竖直倒立位置的过程,从数学角度看是一个两点边值问题,通过求解该两点边值问题获得摆起的标称轨迹,利用逆系统方法设计前馈控制,同时结合增益调度反馈控制使摆起过程稳定;其次,在稳定控制阶段,...     

一级直线倒立摆匀速行走的模糊控制研究与实现

当前针对倒立摆的研究一般是把角度控制或者位置控制作为控制目标,很少着眼于速度控制,有鉴于此,设计了一种简单的模糊控制器,应用于一级直线倒立摆的匀速行走控制中;仿真实验和实物实时控制实验均验证了该控制器的有效性,对于设定的速度整定值,通过调整几个比例环节的系数,系统具有很好的动态性能指标,而且控制器在有外界扰动时体现了很好的抗扰性;考虑到实际物理系统中倒立摆行程的限制,设计的自动换向开关实现了倒立摆在一段给定的行程上匀速来回行走的控制目标,通过手动切换开关也能实现倒立摆的位置控制。     

一种镇定倒立摆系统的新方法

在对倒立摆系统深入分析的基础上，应用振荡控制理论提出一种镇定倒立摆系统的新方法。通过在倒上摆支承点的垂直方向上加入一个零均值的高频振荡信号，改善了倒立摆系统本身的稳定性，使其在倒立位置附近成为一振荡稳定系统。理论分析和仿真研究表明这种方法是行之有效的，为研究倒立摆一类自不稳定系统开辟了一条新的途径。     

X-Z倒立摆的一种饱和非线性稳定控制方法的研究

X-Z倒立摆不仅具有普通倒立摆的最小相位和欠驱动特性, 同时具有更多的控制自由度.通过一定的状态变换, 发现了X-Z倒立摆与平面垂直起降飞行器模型之间的等价关系. 基于该等价关系,借鉴平面垂直起降飞行器的控制方法, 把饱和非线性控制方法应用于X-Z倒立摆的稳定控制. 通过与PID (Proportion integration differentiation)控制方法的仿真对比,证明了该稳定控制方法的有效性.     

二级倒立摆状态反馈控制器设计优化方法

设计了一种二级倒立摆的状态反馈控制器。研究了一种基于单纯形算法的参数优化方法。首先给出了二级倒立摆系统模型并分析了系统特性,设计了状态反馈控制器,提出基于ITAE(Integrated Time&Absolute Error)性能指标应用单纯形优化方法对状态反馈控制参数进行优化设计,以快速准确地得到状态反馈阵,并利用固高GLIP2002型直线倒立摆系统进行仿真分析和二级倒立摆系统控制实验,实现了二级倒立摆优化控制。提出的一种如何寻找使系统稳定且具有较好性能的状态反馈控制参数这一控制领域重要问题的解决方法,避免了极点配置法手动试凑方法调试参数困难的问题,对非线性、强耦合运动体的控制具有理论意义和应用价值。     

倒立摆的简易现代控制

分析了ZWP-Ⅱ倒立摆系统的力学特性，将系统的状态空间描述建立在“倒立”的平衡点附近，然后进行线性化处理，得到系统的状态方程。对系统进行合理的降阶处理后，再对系统进行连续化分析设计，并由此构建状态反馈，实现倒立摆的稳定控制。它大大简化了计算，使误差减少，控制效果很好。     

基于JAVA的倒立摆网络系统

以倒立摆为实验对象,应用网络、自动控制、JAVA等技术,实验允许用户选择合适的测试信号,然后利用收集到的数据进行对象的参数估计,设计实验后再通过网络在真实的倒立摆上进行控制平衡实验。并可以通过网络观看实时视频或录像。该系统的成功投运, 实现了资源的共享,提高了实验的水平,为远程控制领域提供了有益的经验。     

基于混合算法的二级倒立摆LQR最优控制器设计

针对遗传算法寻优的速度和精度的不足,提出采用混合算法寻优的策略。以GIP-200型二级倒立摆为控制对象进行仿真,仿真结果表明基于混合算法的最优控制器能使系统调节时间更短、精度更高,对二级倒立摆的控制效果更为理想。