基于微分平坦的旋转倒立摆双闭环抗扰 PID 控制

针对一类不稳定、欠驱动二自由度旋转倒立摆系统, 提出一种基于微分平坦的双闭环抗扰 PID 控制方法。 首先, 建立倒 立摆的非线性动力学模型, 利用近似线性化分析系统的不稳定零动态与非最小相位特性; 然后, 结合微分平坦理论, 设计倒立摆 平坦输出,重构系统平坦状态, 并建立平坦状态与角度输出之间的转化关系,克服倒立摆的非最小相位影响; 进一步, 针对微分 平坦系统, 设计抗扰 PID 双闭环控制结构和带宽化调节方法, 在主动抗扰机制下实现对摆杆角度与悬臂角度的精准控制; 最后, 通过仿真与实验, 验证所提方法的有效性和实用性。 所提方法为欠驱动系统提供了一种结构简单、抗扰能力强的控制方案。     

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。     

基于MATLAB的倒立摆模糊自适应PID控制研究

针对一级倒立摆系统中存在的非线性和不确定性因素,仅仅采用PID控制系统的输出会产生较大的超调问题,将模糊控制与PID控制相结合,在系统运行过程中不断修改PID控制器的参数,构成模糊自适应PID控制器。仿真结果表明:模糊自适应PID控制能有效改善系统的动态性能,同时提高系统的抗扰性。     

基于MATLAB的直线一级倒立摆的PID控制研究

对于倒立摆系统,由于其本身是自然不稳定的系统,实验建模存在一定困难,假设忽略掉倒立摆的一些次要因素后,那么倒立摆系统就能够看成是一个典型的运动刚体系统。介绍了直线一级倒立摆的控制机理,分析了直线一级倒立摆的建模过程,采用MATLAB对倒立摆系统进行仿真模拟实验,并对仿真结果进行分析。     

基于自适应模糊PID的二级倒立摆稳定控制研究

直线二级倒立摆在运用传统PID控制时控制精度较差,该文建立了直线二级倒立摆系统的数学建模,将自适应模糊PID智能控制算法运用到二级倒立摆的稳定控制中,利用Matlab软件对传统PID控制与自适应模糊PID控制进行仿真研究。结果表明:采用自适应模糊PID控制得到的仿真图像在超调量与收敛速度效果均优于传统PID控制,说明自适应模糊PID控制效果良好。     

PID控制的小车倒立摆控制系统数值计算

为设计出良好的小车倒立摆控制系统动态性能指标。以某伺服电机控制车辆为例,结合系统的运动规律,分别计算出其微分方程、传递函数以及状态空间方程。以PID为控制方式,建立了系统的数学模型和极点配置子系统模型。最终,得到了PID控制和极点配置下的系统动态性能曲线图。结果显示,在取较小的比例积分数值时,选择合适的极点配置矩阵,可以获得良好的控制效果。     

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。     

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。     

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.     

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.     

单级旋转倒立摆运动控制研究

对所设计的旋转倒立摆进行了分析,利用Lagrange方程建立了系统的数学模型。设计了双PID和LQR状态跟随运动控制器。在MATLAB中用所设计控制器对旋转倒立摆模型进行直立运动控制仿真,结果表明,LQR状态跟随器控制系统超调小,响应速度快,鲁棒性强。根据设定的Q和R,计算出LQR最优控制参数K。然后利用微控制器、H桥芯片、绝对式编码器及普通小功率直流电机完成了系统的制作,并通过实际系统验证了LQR状态跟随运动控制器的稳定性。     

倒立摆的虚拟现实实现

在MATLAB平台上建立倒立摆的SIMULINK模型,并运用MATLAB的虚拟现实工具箱提供逼真的可视化和交互性进行模拟仿真,用虚拟现实技术将仿真结果表现为实际机械运动过程,实现系统建模和计算可视化,可以更好地进行系统分析。     

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.     

基于蚁群算法的倒立摆系统PID控制器设计

蚁群算法,在优化参数方面,有更快地收敛速度以及易与其他方法融合的特性。该文采用蚁群算法优化PID的方法,进而选出理想的控制参数。为了验证该设计的可行性,以一级倒立摆系统为研究对象,与用Z-N法设计的控制器进行仿真比较。结果表明:经过蚁群算法优化后的控制系统与Z-N法优化后的系统相比,前者超调量明显减小,鲁棒性较好,同时调整时间也有所改善。     

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.     

基于自适应PID控制器的平面一级倒立摆的研究

倒立摆是一个强耦合、严重不稳定的系统,其背景来源于火箭发射等课题.在该系统中,PID控制器常常被采用.由于该系统在建立数学模型时次要的因素被忽略了,实际上是一个非线性系统;为了提高系统的控制性能,根据计算智能逼近非线性系统的功能,设计一个RBF神经网络控制系统,实现对常规PID控制器的参数进行自适应整定.最后使用BC++编写系统的控制程序,通过实物控制验证基于RBF神经网络的PID控制器参数的自适应整定的系统具有较好的瞬态性和鲁棒性.     

一级倒立摆系统设计与LQR最优控制仿真

应用Lagrange力学,对一级倒立摆系统进行数学建模,得出了状态空间方程;设计了一级可控倒立摆系统,并对系统进行了性能分析;设计了直线一级倒立摆的LQR控制器,通过仿真和实验证明,LQR实时控制效果好,保证了系统具有良好的稳定性和鲁棒性。     

非线性旋转倒立摆智能控制的实验研究

应用欧拉一拉格朗日原理建立旋转倒立摆系统非线性、多变量耦合的动力学方程,采用梯度下降和最小二乘混合学习算法将神经网络和模糊控制相结合,得到一种具有自适应、自学习能力的模糊神经网络智能控制器,该控制器在SRV02-Series旋转倒立摆实验平台上取得成功应用.     

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。     

基于自适应模糊PID控制技术的直流电机控制系统设计与实现

当前,直流电机得到了迅猛发展,传统的PID控制技术已经无法满足直流电机的控制需求,提出了基于模糊PID控制的直流电机调速系统。本文对基于自适应模糊PID技术的直流电机控制系统展开研究,设计了一款直流电机控制系统。经仿真实验验证,该系统具有良好的应用效益。