基于广义预测控制的倒立摆设计及仿真实现

倒立摆是典型的非线性、不稳定的控制对象,针对倒立摆的特点本文利用广义预测控制算法解决了直线一级倒立摆摆杆自由下垂时,保持倒立摆的自由下垂状态,并用仿真的方法研究了它们的控制性能和特点,从而实现对复杂非线性系统的实时控制,实现了倒立摆的摆起及稳定控制,起到了较好的控制效果.     

三级倒立摆系统全程滑模变结构控制

提出了一种基于全程滑模的变结构控制方法对具有单控制输入的三级倒立摆系统进行平衡控制的综合设计和成功的实验研究.该方法使得倒立摆系统从初始时刻开始就运行在滑模面上,从而使系统具有较强的鲁棒性.实验结果证明了该控制方法的有效性和可行性.     

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。     

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     

平面一级倒立摆的滑模控制研究

应用滑模变结构理论对平面一级倒立摆系统的稳摆控制进行了研究.在介绍平面一级倒立摆线性化模型的基础上,通过优化控制理论设计了滑模控制器的切换函数s(x)使滑动模态渐近稳定且滑动运动具有良好品质;设计了滑模控制器的控制律u±(x)使被控系统满足到达条件并削弱控制过程中的抖振.仿真和实验结果显示,摆杆可以很长时间竖直不倒,并且系统具有较强的鲁棒性,在施加一定干扰的情况下,系统可以很快回到平衡位置.     

滑模变结构控制在单级倒立摆系统中的应用研究

基于单级倒立摆的线性和非线性模型,分别设计了滑模变结构控制器,并对滑模运动方程的稳定性进行了分析.其中,为求取倒立摆非线性模型的等效控制和滑模运动,进行了单输入仿射非线性系统方面的研究.     

基于MATLAB的旋转倒立摆的控制与仿真分析

介绍基于MATLAB的倒立摆控制算法及仿真,通过建立其数学模型,在MATLAB上用PID算法、LQR算法及滑模变结构控制算法对单级倒立摆系统进行了仿真,并对三种控制算法进行对比,通过分析仿真结果得出不同控制算法之间的优缺点。     

倒立摆的自调整模糊控制器设计及稳定性分析

本文针对倒立摆多变量的系统特性,提出双模糊控制器设计方案,分别对倒立摆的摆角和小车位移设计模糊控制器.然后根据摆角的不同进入不同的控制阶段,调整两个控制器的输出权重,实现倒立摆的平衡控制.实验证明用Matlab实现的控制算法在对倒立摆的控制中表现出很好的控制效果.     

基于ADAMS和MATLAB的双回路PID控制倒立摆联合仿真

倒立摆系统是典型的快速、多变量、非线性、绝对不稳定系统,是检验各种控制理论的理想模型。研究了倒立摆系统的构成并建立了数学模型,针对摆杆角度和小车位移两个输出量采用双回路PID控制并设计了PID控制器,在ADAMS软件中建立了倒立摆系统的机械模型,在MATLAB软件中建立了控制模型,通过接口实现了双回路PID控制倒立摆的联合仿真。文中方法直接从ADAMS中产生机械系统仿真模型,避免了推导、列写较复杂的方程描述机械系统,大大简化了建模过程,而且能够更直观地观察仿真结果。     

基于LQR的二级倒立摆设计与仿真

倒立摆是非线性系统的典型代表,可以用来检验算法的控制效果是否理想。以直线二级倒立摆作为研究对象,通过设计LQR(Linear Quadratic Regulator)控制器实现其稳定控制,使一级摆杆、二级摆杆及滑块都处于误差较小的动态平衡状态。借助MATLAB工具进行仿真实验,通过实验结果分析研究该控制器的性能,实验结果表明LQR控制器在二级倒立摆控制中呈现响应快速、振荡小、稳定性能好等特点。     

一类非线性系统的变结构控制器设计

将非线性系统用HM模型进行描述，并将全局HM模型表示成不确定系统形式，采用不确定系统的变结构控制器设计方法，设计出使全局HM模型渐近稳定的变结构控制器。并用一级倒立摆进行仿真验证。成功的将变结构控制应用于非线性控制系统中。     

非线性系统的参数自适应变结构控制器设计

采用 HM模型描述非线性系统 ,并将全局模糊系统模型表示成不确定系统形式。对不确定上界进行自适应参数估计 ,采用 L yapunov方法设计出全局渐近稳定的变结构控制器。并用一级倒立摆进行仿真验证。成功的将变结构控制应用于非线性控制系统中     

基于MATLAB的T-S型模糊控制器的设计与仿真研究

Takagi-Sugeno型模糊系统非常适合于模糊建模，针对复杂的非线性系统，采用T-S模糊模型逼近非线性系统，将非线性系统模糊化为局部线性模型。利用MABLAB软件中的模糊控制工具箱，以倒立摆为模型的仿真试验，验证了方案的有效性。     

基于LQR的直线一级倒立摆最优控制系统研究

从理论和实践上对直线一级倒立摆作了深入的研究.用牛顿-欧拉方法建立了倒立摆的数学模型,在此基础上采用线性二次型最优控制方法设计了倒立摆的控制器.通过固高公司GLIP2003倒立摆系统验证了设计结果,并达到较好的控制效果.     

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。     

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。     

模糊仿人智能控制器的分析与应用

提出将模糊控制与仿人智能控制相融合的模糊仿人智能控制技术,引入了模糊切换,给出了模糊仿人智能控制器的基本结构和控制算法。分析了二级倒立摆系统的运动特性,在MAT-LAB中进行了针对二级倒立摆的模糊仿人智能控制系统的建模与仿真。     

T-S模糊系统非脆弱控制研究

在考虑控制器增益存在加性摄动的情况下,基于Lyapunov函数方法,以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出了定常T-S模糊系统非脆弱状态反馈控制器存在的充分条件。并以典型的非线性系统倒立摆为研究对象,对本文结论进行了验证。