旋转倒立摆的数学建模与计算机控制

运用动力学原理建立了单级旋转倒立摆系统的数学模型.在此基础上基于计算机辅助设计,进行了仿真研究,设计出控制规律,最后实现了旋转式倒立摆的计算机控制.     

直线二级倒立摆的状态反馈实时控制

针对直线二级倒立摆系统的单输入三输出、强非线性、强耦合的不稳定系统,提出了状态反馈控制方案。通过仿真试验和实时控制实验验证了所提出的控制方案是可行的、有效的。分析和对比实验结果表明：配置的极点离原点越远,倒立摆在短时间内达到动态平衡的可能性就越大,而且配置的极点离实轴越近,控制效果就越好。     

轮式倒立摆的数学建模及状态反馈控制

轮式倒立摆是检验各种控制理论的理想模型,首先采取牛顿力学分析的方法,依次得出轮式倒立摆中直流电机、车体和摆杆动力学方程,从而基于小角度线性化方法得出轮式倒立摆的近似线性模型;然后基于Matlab进行轮式倒立摆的状态反馈控制,设计出其控制律,验证其可行性,但是轮式倒立摆的数学模型通常是经线性化处理后得出,为了提高仿真准确性,再基于虚拟样机技术,对轮式倒立摆进行Madab与ADAMS的联合仿真,仿真结果显示系统响应曲线在规定时间内迅速收敛至O附近．此结果不仅验证了联合仿真中状态反馈控制的正确性,而且表明联合仿真是控制理论研究中值得推广的方法。     

基于Lyapunov函数的倒立摆系统设计

针对单级倒立摆，介绍了利用李雅普诺夫函数进行状态反馈的控制方案。首先对单级倒立摆建立近似线性化模型，然后利用李雅普诺夫函数设计了状态反馈控制器，并在MATLAB软件中Simulink环境下对单级倒立摆实验装置实现了实时控制，试验结果验证了该设计方法的有效性。     

直线倒立摆的快速起摆与稳摆控制研究

针对直线倒立摆系统,提出了一种优化的快速摆起控制方法和基于ANFIS-PI的稳定控制算法。建立了直线倒立摆系统的数学模型,根据Lyapunov能量反馈思想对基于能量的起摆控制策略进行优化,实现了倒立摆系统的快速起摆实时控制,并从实验角度设计切换控制策略过渡到系统的平衡控制。采用小车跟踪方波信号获取样本数据,引入PI控制器,完成了基于ANFIS-PI稳摆控制器的设计。仿真和实验结果表明,优化后的起摆控制算法显著提高摆杆摆起速度,系统具有较强的鲁棒性,自适应性和动态性能。     

倒立摆系统的建模及MATLAB仿真

通过建立倒立摆系统的数学模型，应用状态反馈控制配置系统极点设计倒立摆系统的控制器，实现其状态反馈，从而使倒立摆系统稳定工作。之后通过MATLAB软件中Simulink工具对倒立摆的运动进行计算机仿真，仿真结果表明，所设计方法可使系统稳定工作并具有良好的动静态性能。     

一级倒立摆系统的数学建模方法研究

应用牛顿力学和Lagrange力学,对一级倒立摆系统进行数学建模,得出一致的状态空间方程,保证了结论的正确性。通过分析得知,采用Lagrange力学比牛顿力学分析方法更清晰、简单。其结果对倒立摆和其他类似非线性系统稳定性的研究具有理论指导作用。     

基于Bang-Bang控制的倒立摆系统摆起和镇定

针对一级直线型倒立摆对象 ,基于Bang-Bang控制和线性二次型最优状态反馈控制 ,提出了一种基于状态的切换控制策略 ,实现了倒立摆的快速摆起和镇定。最后通过仿真实验表明 ,本文提出的方法对一级直线型倒立摆系统的摆起和镇定具有较好效果     

倒立摆控制系统的建模与仿真

利用Lagrange方程和Sugeno模糊辨识建立了单级倒立摆模型，根据摆角摆动范围的不同，设计了不同的控制器。仿真结果表明了两种建模方式和控制算法的有效性。     

直线二级倒立摆系统的H_∞鲁棒最优控制

针对存在模型参数不确定性和外部扰动的直线型二级倒立摆系统的稳摆控制问题,对如何实现倒立摆系统鲁棒稳定的同时,还保证其达到期望的最优控制性能和H_∞性能指标的稳定性控制问题进行了研究。基于状态反馈、最优控制和H_∞鲁棒控制方法设计了一个H∞鲁棒最优控制器,用来实现对该倒立摆系统的稳摆控制。利用设计的控制器,基于倒立摆实验平台和Matlab数值仿真平台,使用该控制器来实现系统的控制并对稳定倒立摆的过程进行了验证。研究结果表明,该控制器能较好的实现对直线型二级倒立摆的稳摆控制,并对受控系统的模型参数摄动有较好的鲁棒性,同时还能利用最优的控制作用达到期望的H_∞性能指标。     

倒立摆的混合控制

首先采用模糊滑模控制器和遗传算法寻优的PID控制器,建立混合模式控制器对倒立摆控制系统建模,而后采用Matlab/Simulink进行仿真,实验证明混合模式控制性能良好.     

一种倒立摆的控制方案

介绍一种倒立摆的串级控制方案.对主控制器的输出加了限位,从而由对倾斜角的给定值调整来实现对位置的调节.仿真结果表明这种控制方案可以取得很好的控制曲线.文章中给出了倒立摆控制过程的仿真曲线.     

一种倒立摆的控制方案

介绍一种倒立摆的串级控制方案.对主控制器的输出加了限位,从而由对倾斜角的给定值调整来实现对位置的调节.仿真结果表明这种控制方案可以取得很好的控制曲线.文章中给出了倒立摆控制过程的仿真曲线.     

基于ADAMS和MATLAB的双轮虚拟倒立摆的控制仿真

以双轮倒立摆数学模型为基础,在ADAMS和MATLAB中分别建立双轮倒立摆的机械系统模型和控制系统模型,通过ADAMS/Control接口模块将二者连接起来,实现控制在软件系统环境下的交互仿真.     

MATLAB的虚拟倒立摆仿真

利用MATLAB提供的V-Realm Builder建立倒立摆三维虚拟场景,用MATLAB的虚拟现实工具箱将倒立摆三维虚拟场景和Simulink中倒立摆仿真模型连接起来,实现了虚拟倒立摆的仿真。     

监督控制器在倒立摆平衡控制中的应用

在监督控制方案下实现了一种模糊控制器的设计。设计模糊控制器时先不考虑稳定性，而是将另一个控制器添加到模糊控制器上以满足其稳定性需要。用设计的模糊控制器控制小车倒立摆系统，结果表明该控制器具有较好的控制性能和较强的鲁棒性。     

单片机在倒立摆控制系统的应用

通过对一阶旋转倒立摆系统原理的分析,选用单片机作为控制器,直流电机作为执行器,电位器式角度传感器作为反馈环节,采用PID控制算法设计实现了一阶旋转倒立摆控制系统。实验结果表明该系统在稳定的基础上具有较强的鲁棒性,验证了PID控制算法在一阶旋转倒立摆系统中应用的可行性和有效性。