基于LQR的二级旋转倒立摆电液控制系统研究

针对复杂环境下系统的不稳定、非线性和快速性等要求较高的特性,以及旋转式二级倒立摆相对于一级摆增加一个自由度,非线性、耦合特性和抖振更加严重的问题,通过建立理论模型,并设计了一种LQR控制器,测试确定控制参数,实现对旋转式二级倒立摆系统的稳定控制。仿真结果表明:在受到人工干扰下,各个状态变量的实时变化曲线的跟踪效果较好,控制摆角的精确度达到10-3数量级,表明基于LQR方法对二级倒立摆的控制效果较为优越,为相关领域的控制问题提供了依据。     

基于RTWT的倒立摆控制系统实验设计与实现

利用Matlab/RTW的附加产品RTWT设计了倒立摆控制系统,针对摆角控制设计离散和连续论域的模糊控制器。测试结果表明:系统运行可靠性高、开放性好,便于开设自主实验项目。解决了初学者不能真正理解如何应用控制理论的思想和方法解决问题,而且很难开展自主实验等方面的问题。     

基于状态变量融合的三级倒立摆模糊控制

针对非线性、高阶次、多变量、强耦合、不稳定的三级倒立摆系统,提出一种基于最优控制的模糊控制器的设计方法。该设计首先利用最优控制理论设计出状态反馈器,然后利用状态变量融合技术将模糊控制器维数由8维降到了2维,设计出模糊控制器,很大程度上简化了模糊控制器的设计过程。该方法也可推广到更高级别倒立摆系统的模糊控制。仿真结果表明,该方法超调量小,调节时间短,鲁棒性强,可实现多级倒立摆的稳定控制。     

倒立摆系统的非线性稳定控制及起摆问题的研究

对一维倒立摆系统的稳定和起摆进行了深入研究。通过Lie理论对系统进行坐标和输入量的变换，实现了系统的局部线性化，使得倒立摆系统的稳定控制不再需要对数学模型中的非线性项取近似值，同时采用能量反馈的方法进行倒立摆的起摆控制，仿真和实验结果表明本文提出的方法对倒立摆的稳定控制及起摆控制具有很好的效果。     

基于模糊控制的旋转倒立摆稳定性仿真研究

倒立摆是一个复杂的、非线性、不稳定的系统,通常采用数学建模的方法研究倒立摆系统,该方法复杂繁琐且在建模过程中简化约束条件,使仿真结果存在一定误差。在Matlab Simulink环境中基于Simscape模块进行倒立摆系统的建模;根据倒立摆系统的运行特征设计了新的模糊规则表,并基于此表建立模糊控制器;采用该模糊控制器在不同的条件下对倒立摆进行控制,取得了良好的控制效果。     

基于PID神经网络的倒立摆控制系统

倒立摆是一个典型的高阶次、自然不稳定、快速响应、非线性运动控制系统,是现代控制研究的对象.PID神经网络是一种内含比例神经元、积分神经元和微分神经元的神经网络.本文介绍了采用PID神经网络控制的倒立摆系统,包括倒立摆系统的基本构成、PID神经网络单变量控制系统的算法和结构、权重初值的选择.进行了实际系统试验,比较了传统PID控制和PID神经网络控制倒立摆的效果,证明了PID神经网络控制系统的优良性能.     

倒立摆系统及研究现状

倒立摆系统作为一个经典的控制理论研究平台,是将理论应用于实际的理想实验平台.阐述了倒立摆系统的发展与研究现状.总结归纳了国内外一些算法在倒立摆稳定控制中的应用,比较了线性控制、预测控制及智能控制等方法之间的优劣,并探讨了发展趋势.     

直线一级倒立摆系统控制仿真及实验研究

倒立摆是一个非线性、不稳定的系统,控制情况比较复杂,在航空航天,军工领域,机器人等智能控制方面有所应用。倒立摆也是检验新控制算法的理想实验平台。阐述了直线一级倒立摆系统的组成和工作原理。首先根据直线一级倒立摆的物理模型,经过力学分析和近似处理等方法变为数学模型,随后分别使用PID和Fuzzy模糊控制方法,在MATLAB/Simulink中搭建合理的仿真模块,进行相关仿真分析。对比两种控制算法对倒立摆系统稳摆的控制结果,找出控制效果最好的控制方案,并分析不同算法的特点。最后使用直线一级倒立摆实物进行实时控制实验,以验证仿真的结果是否和实际结果相符。     

倒立摆状态观测器的输出反馈控制器研究

以一级倒立摆为被控对象,详细介绍了倒立摆的状态方程建模过程.在此基础上,介绍了基于状态观测器的输出反馈控制器理论.分析了状态观测器的建立过程,当系统能控、能观时,对分离定理进行了详细说明.以一级倒立摆的状态方程为对象,根据分离定理,建立了基于一级倒立摆的状态观测器的输出反馈控制器闭环系统动态特性方程,并以该方程为研究对...     

基于虚拟样机技术的倒立摆仿真研究

将虚拟样机技术引入倒立摆控制系统框架中,利用虚拟样机软件ADAMDS,并结合三维造型软件SolidWorks和控制仿真软件MATLAB/SIMULINK对倒立摆系统进行建模和联合仿真.并在此基础上实现了LQR算法对倒立摆的控制,得到了满意的仿真结果.     

一种具有双模结构的智能模糊伺服系统的设计

介绍了一种基于模糊控制技术的交流伺服系统,该系统采用粗精双模结构的位置调节器和数字式的具有协处理功能的模糊控制接口模板,实现了在线模糊线推理和实时控制．行效地解决了伺服系统精度和快速特性的问题。实验证明了系统具有良好的性能。     

模糊神经网络在电火花加工机中的应用

从提高系统的加工效率和加工质量角度出发，首先分析了电火花加工过程的特点。并以此分析为基础，提出了在电火花加工过程中，使用模糊神经网络控制技术。利用模糊控制器的特点，结合人工神经元网络的优点，切实校正了某些不完善规则的不利影响，可靠地提高了控制系统的快速响应能力。     

一种节能非线性电液伺服系统双层模糊控制方法研究

为了降低电液伺服阀控制系统能量损失,设计了双层模糊控制器,并对电液伺服系统能量进行仿真验证。分析了电液伺服阀模型简图,建立了电液伺服阀动力学模型,推导出比例溢流阀的开启压力与泵压的关系方程式。设计变论域双层模糊控制方法,分别对电液伺服系统负载反馈和输出误差反馈进行在线调节,通过MATLAB软件对控制系统节能效果进行仿真验证,并且与传统PID控制方法进行对比和分析。结果表明:采用传统PID控制方法的电液伺服系统输出误差较大、能量损失较多;采用双层模糊控制方法的电液伺服系统输出误差较小、能量损失较少。采用双层模糊控制方法,能够提高非线性电液伺服系统输出精度,从而有效减小了控制系统的能量损失。     

模糊PID控制器的钝性稳定性分析

分析了非线性控制中经常使用的钝性稳定性定理.构造了一种PID型模糊控制器,并证明了其近似于一种变参数的PID控制器.利用模糊PID控制器与传统PID控制器的联系,以PID模型为基础,将钝性稳定性定理应用到模糊PID控制器的稳定性分析中,推导出了模糊PID控制器稳定的充分条件,对设计稳定的模糊PID控制器具有一定的参考意义.     

基于模糊控制的汽车ABS双模控制研究

建立了适合于汽车制动系仿真研究的数学模型,基于模糊控制理论设计了ABS控制器,该控制器由常规模糊控制器和开关控制器并联组成.利用MATLAB进行了有效仿真,可以看出双模控制制动能快速趋近最佳滑移率,并在其附近波动,具有稳定和良好的控制效果.     

球型机器人自平衡运动控制算法设计与研究

球型机器人具有结构简单、适应性好等优点。为了提高球型机器人运动稳定性,提出利用LQR并结合PID对球型机器人的自平衡运动进行控制。利用SolidWorks建立球型机器人的三维模型并搭建相应的物理样机;利用雅可比矩阵及等效一级倒立摆模型求出机器人的运动学和动力学模型;建立PID运动位置控制算法和LQR运动倾角控制算法,设计相应的PID和LQR运动控制器;利用MATLAB/SIMULINK对所建立的PID及LQR控制器进行仿真并分析;利用所建的物理样机进行实验验证。结果表明:利用PID结合LQR所设计的运动控制器及其控制算法是准确的,有效地提高了机器人自平衡运动的控制精度及稳定性。