基于最优控制LQR的单级倒立摆系统仿真研究

单级倒立摆控制是一个即复杂而又对准确性、怏速性要求很高的非线性不稳定系统控制问题。在倒立摆系统数学模型的基础上,对系统进行了性能分析。应用现代控制理论最优控制LQR方法对单级倒立摆系统进行仿真控制研究,仿真结果说明反馈控制理论对倒立摆系统的控制是有效的,无沦是系统的输出还是各个状态变量都具有较好稳定性和一定的鲁棒性。     

单级倒立摆智能控制器的设计

针对直线一级倒立摆系统的平衡控制问题,应用模糊控制理论设计了控制器.介绍了数学模型的建立和模糊控制器的设计过程.仿真及时控结果表明,模糊控制方法对于典型非线性自不稳定系统有着很好的控制能力.     

基于LQR理论的直线单级倒立摆PID控制仿真研究

针对一级倒立摆不稳定的特性,为其建立了数学模型,并采用双PID控制策略对其进行控制.通过线性二次型最优控制（LQR）理论计算出反馈矩阵K,将K中的参数作为PID控制器的参数.计算机仿真实验结果表明,此方法可以简化PID控制器参数的选取过程,并对直线一级倒立摆系统取得了良好的控制效果.     

单级倒立摆系统的神经网络逆模控制

给出了单级倒立摆的一种神经网络逆模控制方案。首先，采用PD控制器控制倒立摆，采集倒立摆的输入输出数据；然后，以这些数据为基础训练倒立摆的神经网络逆模型；再采用比例控制器与逆模型串联构成逆模控制器。整体结构上单级倒立摆系统是一种闭环的逆模控制结构。仿真结果表明，所采用的神经网络逆模控制比传统的PD控制具有更短的调节时间和更小的超调，能更好地实现倒立摆的稳定控制。     

基于滑模控制的二级倒立摆稳定控制

对二级倒立摆系统的稳定和鲁棒控制问题,采用极点配置方法设计了滑模变结构控制器。针对变结构控制器的抖振,提出了一种新型的变趋近律方法来改进控制器。仿真实验表明,该控制策略不仅能实现系统的稳定控制,而且具有较强的抗干扰能力和鲁棒性。     

单级倒立摆LQR控制方法的鲁棒稳定性分析

鲁棒稳定性是控制系统的一个重要指标,针对单级倒立摆系统,采用LQR最优控制方法,通过MATLAB实验环境下的仿真,得到了良好的控制效果。重点对该控制方法的鲁棒稳定性做了详细分析,通过增加系统自身的扰动及LQR控制器中加权阵R的改变考察该控制方法的鲁棒稳定性,对比仿真结果表明该控制方法鲁棒稳定性良好,进一步验证了LQR控制方法在对于倒立摆这样一个非线性极强的控制系统上所具有的控制优势。     

倒立摆的移动控制

构造了带自由摆的倒立摆，利用现代控制论的方法，使倒立摆在保持直立的状态下能够向任意位置移动，从而为两足步行机器人的步行研究提供借鉴．     

倒立摆的一种新的控制方法

本文针对水平轨道直线型倒立摆的稳定控制问题,运用基于非线性系统扩展的谐波控制方法,实现了小车的水平位置和摆杆垂直位置的控制.与已有方法比较,此种方法不必对非线性系统进行线性化,系统模型更具真实性.仿真实验表明,本方法能较好地达到控制效果.此种方法也可运用到水平欠驱动机械臂等一类二阶非完整系统的控制中.     

单级倒立摆系统分析与设计

倒立摆系统以其自身的不稳定性为系统的平衡提出了难题,也因此成为自动控制实验中验证控制算法优劣的极好实验装置.作者对倒立摆系统的非线性模型进行了线性化处理,通过利用全状态反馈和线性二次型最优控制两种方法对系统进行控制以满足设计指标,最后设计仿真实验软件平台以方便对比参数设置和系统性能之间的关系.     

二级倒立摆最优控制实验

二级倒立摆是检验各种控制理论的理想模型.本文给出了二级倒立摆的两种最优控制方法,分别是线性二次状态控制器（LQR）和线性二次输出控制器（LQY）.通过仿真实验,分别得出LQR和LQY两种方法下的响应曲线,可以发现两种方法都能够使得二级倒立摆系统稳定,且将两种方法进行了对比,发现其控制效果相当.     

倒立摆微机控制装置

本文介绍了一个倒立摆微机控制装置的设计方法。在本设计中,TP-801单板机作为控制器,其软件与PWM放大器配合,直接由伺服电动机对不稳定的被控对象——倒立摆进行控制,省去了D/A转换器。试验证明,设计是成功的。     

智能控制理论在倒立摆控制系统中的应用

倒立摆系统是一个复杂的非线性系统。本文建立了倒立摆的一种非线性数学模型，在分析的基础上，为倒立摆系统设计了一种模糊控制方案。我们对一级倒立摆系统进行了控制，取得了较好的效果。     

神经网络PID控制在倒立摆系统中的应用

PID控制是工业过程控制中最常用的一种控制方法 ,但当被控对象具有复杂的非线性特性 ,难以建立精确的数学模型 ,且由于对象和环境的不确定性 ,往往难以达到满意的控制效果。作者用神经PID控制方法应用于倒立摆系统 ,克服了常规PID控制的不足 ,取得了很好的控制效果     

基于滑模的平行双倒立摆系统稳定控制研究

结合控制目标对两摆间无弹簧连接的平行双倒立摆系统进行合理建模,验证所建模型可行性,讨论系统能控性和参数间的关系,设计了滑模变结构控制律,仿真结果表明滑模变结构控制能实现平行双倒立摆系统的稳定控制.     

非线性PID控制在倒立摆控制系统中的仿真研究

针对直线一级倒立摆的单输入双输出、强非线性、强耦合的不稳定系统,提出了双回路非线性PID控制方案,即分别采用一个控制器去控制小车的位移和摆杆的偏角,以同时实现小车位移和摆杆偏角的闭环控制.仿真结果表明,该控制方案是可行的、有效的,并且具有很强的抗干扰能力.     

基于线性反馈的倒立摆模糊控制系统仿真

基于系统的线性化模型,利用线性反馈矩阵对模糊控制器输入变量进行了综合,所设计的简化模糊控制系统同时实现了摆杆角度和小车位移的稳定控制.仿真结果表明,该方法是有效可行的,并且具有很好的抗干扰能力.     

基于Internet倒立摆远程控制的设计和实现

探讨了远程开放平台的搭建模式,选取C／S的双Socket结构,保证了系统的安全性。以直线倒立摆为对象开发了Visual C＋＋下基于Internet的远程开放实验平台,为倒立摆的研究提供了方便。最后把Matlab仿真结果在这个远程平台上进行验证,结果证明该平台具有很好的实时控制效果。     

基于粒度计算的二级倒立摆模糊控制策略

二级倒立摆系统是一个多变量、非线性、不稳定的快速系统,在对其进行传统的模糊控制时,由于多变量输入而容易造成"规则爆炸".为解决这一问题,提出了基于粒度计算的二级倒立摆模糊控制策略.根据粒度空间结构,将误差相空间划分为不同的粒元,从而构成粗粒度层和细粒度层,在不同的粒度层设计不同的控制策略,即在粗粒度层次上采用模糊控制实现系统的鲁棒性;在细粒度层次上采用PID(Proportion-Integral-Derivative)控制对系统进行进一步微调,逐步求精,最终获得理想的控制性能.实验证明,该控制策略不仅可以解决模糊控制规则呈指数爆炸的问题,而且还可以兼顾倒立摆系统的快速性和准确性指标.