单级倒立摆的PID控制研究

对单级倒立摆系统的平衡控制问题进行了研究,分别采用PD,PI和PID三种方案实现了单级倒立摆系统的平衡控制.首先,建立系统的数学模型,然后通过仿真实验设计并整定各方案的控制器参数,将所设计的控制器分别在实际的物理设备上进行实时控制实验,都成功地实现了倒立摆的平衡控制.实际控制结果验证了各方案的正确性和有效性.     

基于参数优选法LQG最优控制的倒立摆控制

为了实现对单级倒立摆系统的控制,提出了一种基于LQG(线性二次型高斯控制)的倒立摆系统控制方法.利用LQR(线性二次最优)构建系态反馈矩阵,再结合Kalman滤波器,综合得到了LQG控制器,并对该控制器的参数进行了优化设计.通过MATLAB仿真,验证了采用的控制算法能够有效地对单级倒立摆系统进行控制,系统超调量较小,并具有一定的鲁棒性.     

单级倒立摆系统的数字最优控制器设计与仿真

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的实验装置.通过对单级倒立摆系统的简化模型分析.设计了带有积分环节的数字最优控制器.仿真结果表明倒立摆系统在该数字最优控制器的控制作用下,无论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.     

线性二次型最优控制在倒立摆系统中的实现

线性二次型最优控制是一类以线性系统为被控对象,以二次型泛函指标为性能指标的最优控制问题,由于特殊的指标形式和系统对象的线性性质,使所讨论的带有等式约束的动态优化问题可以获得基于Riccati方程表达的线性状态反馈,文中给出了一种利用线性二次最优控制理论实现小车倒立摆平面运动的控制方法,并在此基础上建立了相应的数学模型,同时,利用MATLAB工具进行了计算机仿真,仿真结果表明,该方案可以得到较为满意的结果。     

基于T-S模糊控制模型的单级倒立摆仿真研究

为了实现对单级倒立摆非线性不稳定系统的稳定控制,本文利用模糊控制理论中的T-S模糊模型将其处理成多个局部线性模型的模糊逼近,并进行了模糊控制器的设计.通过Simulink对倒立摆系统进行了建模仿真和对系统控制效果的分析,结果表明:此模型实现了对单级倒立摆的稳定控制,并且具有模糊规则少、结构简单、很好的稳定性和快速性等优点,对于其它非线性不稳定系统的控制提出了一种有效的途径.     

旋转式倒立摆系统的极点配置及其仿真

旋转式倒立摆系统作为典型的快速、多变量、非线性、绝对不稳定系统,一直是控制理论与应用的热点问题.不但是验证现代控制理论的典型实验装置,而且其控制方法和思路对处理一般工业过程亦有广泛的用途.通过对旋转式倒立摆系统的研究建立了其动力学数学模型,研究了倒立摆系统的极点配置控制策略并运用MATLAB程序对极点配置控制器进行了仿真,通过仿真实验分析表明这种控制方案可行,且效果良好.     

旋转二级倒立摆的控制系统设计与仿真

小车倒立摆系统是一个典型的多变量、非线性、强耦合和快速运动的自然不稳定系统,其控制问题被公认为控制理论的一个典型问题,是控制理论研究的典型实验平台.旋转二级倒立摆是一种新型的倒立摆装置,与同级的直线轨道倒立摆相比,结构简单紧凑,但模型更复杂和不稳定,对控制算法提出更高的要求,增加了控制难度.该文基于动力学理论分析旋转二级倒立摆系统的结构,建立了旋转二级倒立摆系统的数学模型状态空间方程,分析了系统的稳定性和可控性.采用二次型最优控制策略对旋转二级倒立摆系统进行控制系统设计,并借助Matlab平台进行了仿真实验.实验结果证明了其控制有效性,该控制结果与其它控制方法相比,有较优的稳态特性和快速性,系统处在较大的非平衡初始状态,旋转二级摆杆也能稳定地控制在倒立平衡位置附近.因此可以进一步扩展到多级旋转倒立摆的控制,对于实现其它不稳定系统的控制,也有着一定的借鉴价值.     

平行单级双倒立摆系统的建模与滑模变结构控制

从两摆间无弹簧连接的平行双倒立摆系统特定物理结构出发,结合控制目标进行合理建模与分析,验证所建模型可行性,讨论系统能控性和参数间的关系,并设计了滑模变结构控制律.该文的理论和方法对平行单级双倒立摆的进一步研究工作具有重要意义.     

基于粒子群算法的模糊控制在倒立摆中的应用

粒子群算法是一种仿生进化算法,源于对鸟群觅食行为的模拟,由于其计算简单、快速,被广泛应用.但是,基本粒子群算法在求解的过程中存在着全局搜索能力和局部求精能力两个性能指标之间的矛盾,算法容易陷入局部极值,进化后期的收敛速度慢.针对上述问题,提出了基于混沌变异算子的粒子群算法,可以使粒子摆脱局部极值,继续优化,加快收敛速度.将基于混沌变异的粒子群算法与模糊算法相结合,用于控制倒立摆系统的平衡.仿真实验表明,混沌变异粒子群算法优化了倒立摆系统模糊控制器的设计,改善了控制效果.     

基于嵌入式平台的EPON系统设计与实现

EPON系统是一种优良的高速、宽带接入解决方案,是实现光纤到户(FTTP)的重要解决方案之一;针对现有EPON系统在FTTH部署中存在的问题,提出采用嵌入式系统控制与管理EPON系统的方案,可以有效解决EPON系统的体积、成本、供电、环境条件等问题;阐述了嵌入式EPON系统的控制与管理部分(HOST)的需要实现的功能;实现了HOST部分的软硬基础平台的构建以及HOST部分的控制和管理软件各模块的功能,样机测试结果表明嵌入式EPON系统具有体积小,成本低,功耗小,适应面广的特点,是规模部署FTTH的一种理想方案.     

基于LQR最优调节器的倒立摆控制系统

倒立摆控制系统是一个典型的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强藕合控制系统。本文研究分析了单节倒立摆控制系统的数学模型，介绍了线性二次型最优调节器(LQR)的基本原理，并用该方法实现对单节倒立摆的最优控制，MATLAB仿真结果和实验结果表明了该方法的有效性。     

LQR控制与PID控制在单级倒立摆中的对比研究

本文在单级倒立摆系统模型的基础上,介绍设计LQR控制器和PID控制器的基本原理,并通过对单级倒立摆系统的控制仿真实验对比研究两种控制方法,给出了相应的结论。     

基于LQR的直线一阶单倒立摆最优控制器的设计

对已有的LQR最优控制中系统的动态响应与加权矩阵Q和R之间遵循的基本规律进行分析,并根据这一基本规律对给定的直线一阶单倒立摆采用线性二次型最优控制的方法设计控制器。仿真结果表明,基于LQR的最优控制系统对直线一阶单倒立摆具有很好的控制效果。     

基于飞轮的单级倒立摆系统的建模与仿真

针对目前融轮机器人的侧向平衡控制问题,设计了一种基于飞轮的单级倒立摆系统.简单地介绍了目前有关倒立摆系统的研究现状,然后利用拉格朗日方法建立了基于飞轮的单级倒立摆系统的数学模型,同时,对所建立的数学模型(精确模型和线性化模型)在Matlab/Simulink中进行了仿真验证,仿真结果证实了所建立的模型是可信的,并用现代...     

二级倒立摆的二次型最优控制研究

倒立摆系统以其自身的不稳定性而难以控制,也因此成为自动控制实验中验证控制策略优劣的极好的实验装置。针对二级倒立摆系统的平衡控制问题,对其进行数学建模,应用二次型最优控制理论设计了控制器。仿真结果表明,二次型最优控制对于典型非线性自不稳定系统有着很好的控制能力。     

单级倒立摆的LQR控制和DMC控制Matlab仿真比较

建立了单级直线倒立摆的状态空间模型,分别从线性最优二次型（LQR）控制和模型预测控制的原理出发,在MAT-LAB/SIMULINK环境下,设计了LQR控制器和动态矩阵控制（DMC）控制器,对所建立的倒立摆模型对象进行系统控制仿真。仿真结果表明,作为先进控制的DMC控制的效果比作为最优控制的LQR控制效果更好,鲁棒性更强。     

基于留优遗传算法的倒立摆最优LQR控制

被控系统稳定性与LQR控制器权重矩阵Q和R的选择有关。针对选择适当的Q和R使系统在约束条件下达到稳定性最优的问题,提出了一种通过留优遗传算法实现二级倒立摆系统LQR控制器参数寻优的新方法。以被控系统的动能积分为性能指标来实现寻优,以能量为寻优性能指标,可使二级倒立摆系统各部分的稳定性以统一的量纲表示。可依据倒立摆系统的耦合性,从总体的角度考虑系统的稳定性。仿真的结果表明了该方法的有效性。     

倒立摆系统的T-S模糊控制研究

针对倒立摆的非线性采用T-S模糊控制的方法对倒立摆进行控制,建立了倒立摆的数学模型,并用Matlab进行了仿真,仿真结果表明该控制方法对倒立摆具有好的控制效果。