二级倒立摆的H∞状态反馈控制

本文扼要地给出了结构参数不确定系统H∞范数约束下二次稳定的充要条件及相应的控制器设计方法，并对典型的二级倒立摆平控制进行了研究，通过仿真等手段，与常规LQG设计结果进行了全面比较。     

单级倒立摆基于LMI的H∞控制

采用拉格朗日方法对单级倒立摆系统进行了数学建模,并进行了稳定性、可控性、可观测性分析。针对单级倒立摆系统的控制问题,采用基于线性矩阵不等式（LMI）的H∞控制算法,并应用matlab对该倒立摆系统进行了仿真实验。结果表明,基于LMI的H∞控制方法考虑了被控对象中存在的各种不确定因素,抑制了扰动对输出的影响,系统的振荡小,调节时间短,响应速度快,使系统具有较强的鲁棒性和较好的动态性能,能够较好地完成倒立摆的运动控制。     

单级倒立摆基于LMI的H∞控制

采用拉格朗日方法对单级倒立摆系统进行了数学建模,并进行了稳定性、可控性、可观测性分析。针对单级倒立摆系统的控制问题,采用基于线性矩阵不等式(LMI)的H∞控制算法,并应用matlab对该倒立摆系统进行了仿真实验。结果表明,基于LMI的H∞控制方法考虑了被控对象中存在的各种不确定因素,抑制了扰动对输出的影响,系统的振荡小,调节时间短,响应速度快,使系统具有较强的鲁棒性和较好的动态性能,能够较好地完成倒立摆的运动控制。     

回旋式倒立摆的H∞控制

倒立摆系统具有多变量、非线性、强耦合和不确定的特点,常被用来验证控制算法的优劣性。H∞在干扰抑制和鲁棒性上均有较为突出的表现。在对倒立摆控制研究情况和 H∞控制理论发展情况进行简单介绍后,围绕一阶回旋式倒立摆的H∞控制进行研究。首先,基于拉格朗日方程对一阶倒立摆进行动力学分析,并近似地得到平衡点附近的线性方程;对倒立摆系统进行分析,得到倒立摆系统是能观能控系统、但平衡点不稳定的结论。其次,简单介绍基于里卡蒂方程的 H∞控制器求解方法,并证明该控制器能够保证系统的稳定性。最后,仿真确定加权矩阵各元素和 H∞性能指标的大小对系统性能的影响和对电机扭矩的要求,并最终确定一组相对合适的参数进行控制器设计。     

单级倒立摆模糊控制器的设计与实现

该文以倒立摆系统为控制对象,建立了单级倒立摆的数学模型,根据模型特点,设计了模糊控制器,并在Matlab-Simulin环境下进行了仿真研究,结果表明该文所设计的模糊控制器是正确有效的。     

鲁棒控制基准设计问题:倒立摆控制

1　系统概述本系统由水平移动的小台车及由其支撑的单节倒立摆构成 .控制输入量是拖动小台车的直流伺服电机的电枢电压 ,被控制量是摆的偏角和小台车的位移 .系统的构成示意如图 1.图 1　系统示意图2　系统的运动方程2 .1驱动电机记电枢电压和电流分别为v(t) (V)和ia(t) (A) ,则电机的动态方程为Raia(t) +Ladiadt(t) +KEω(t) =v(t) ,(1)τ(t) =KTia(t) . (2 )其中Ra(Ω)和La(H)分别为电枢电阻和电枢电感 ,KE(Vs/rad)为反向电势系数 ,KT(Nm/A)为力矩系数 ,一般可取KE =KT.ω(t) (rad/s)表示电机的转子的角速度 ,τ(t) (Nm)为电机…     

单级倒立摆复合控制设计与实现

本文针对LQR控制在单级倒立摆控制中的不足,设计了一个LQR结合PID的复合控制.并在Borland c语言环境下编写控制程序,成功实现倒立摆的控制,其控制效果比单-LQR控制的抗扰能力有明显提高.     

单级倒立摆复合控制设计与实现

本文针对LQR控制在单级倒立摆控制中的不足,设计了一个LQR结合PID的复合控制。并在Borlandc语言环境下编写控制程序,成功实现倒立摆的控制,其控制效果比单一LQR控制的抗扰能力有明显提高。     

一种基于鲁棒性设计的一阶倒立摆双闭环控制方法

本文在利用牛顿运动定律建立起一阶倒立摆数学模型的基础上．对精确模型进行了工作点附近的线性化与降阶处理;以摆角为内环、小车位移为外环．利用鲁棒控制理论设计出确定参数(摆长L和摆杆质量m)下的内、外环PD控制器;数字仿真实验证明了该方法的有效性。     

二级倒立摆的H_∞状态反馈控制

本文扼要地给出了结构参数不确定系统H.范数约束下二次稳定的充要条件及相应的控制器设计方法,并对典型的二级倒立摆平衡控制系统进行了研究.通过仿真等手段,与常规LQG设计结果进行了全面比较.     

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.     

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。     

单级倒立摆建模及其控制方法设计

单级倒立摆控制是一个即复杂而又对准确性、快速性要求很高的非线性不稳定系统控制问题。单级倒立摆数学模型的建立对研究其稳定性具有指导作用。用拉格朗日功能平衡法建立了倒立摆的刚体动力学方程,采用了LQR法对其进行了控制设计,并且进行了MATLAB仿真,结果表明此方法均可以成功控制倒立摆,使其稳定并具有良好的鲁棒性。     

基于人工蜂群优化的环形二级倒立摆H∞鲁棒控制器设计

采用H∞回路成形控制方法实现环形二级倒立摆系统的平衡控制;对于H∞回路成形控制器来说,权函数的选择直接影响控制器性能,而往往权函数的选择是需要通过设计人员的不断试凑来完成,不仅设计效率低下,而且无法得到最优的控制性能;因此引入人工蜂群算法,依靠其优异的全局寻优能力,完成对H∞回路成形控制器权函数的求解并保证最优的控制器性能;仿真结果表明,蜂群算法能够寻优到最优的权函数参数,对应的H∞控制器能够保证环形二级倒立摆在受到外界干扰的情况下依然保持在平衡位置。     

基于TS-PID的单级小车倒立摆控制系统

提出了利用TS-PID对单级小车倒立摆进行控制的方法,并且对TS-PID控制器进行了简要的理论分析,最后利用mat-lab的simulink工具对该控制系统进行了仿真,其结果表明该控制方法可行且效果明显。TS-PID控制器综合了模糊控制及PID控制的优点,具有结构简单、易于实现以及具有较强的适应性和鲁棒性,并且可以获得良好的动态性能和稳态性能。     

一级倒立摆控制器的设计与实现

该文以固高一级直线型倒立摆为研究对象,根据LQR控制和PID控制的优缺点互补,采用LQR控制结合PID的控制器,使系统具有结构简单、易于实现以及具有较强的适应性和鲁棒性,并且可以获得良好的动态性能和稳态性能。     

基于LabVIEW的倒立摆控制器驱动函数库设计

选用LabVIEW作为倒立摆控制系统的界面设计开发工具。为了在LabVIEW图形化编程环境下使用倒立摆控制器Windows环境下的动态链接库,本文将动态链接库中的函数全部转换设计为在LabVIEW环境下可以调用的函数形式。在LabVIEW开发环境中实现了倒立摆测控系统程序的各项功能。     

单级倒立摆反馈线性化控制仿真

本文以单级倒立摆为控制对象,介绍了反馈线性化的基本原理,设计神经网络控制器对消系统的非线性,实现对单级倒立摆的反馈线性化控制。并通过MATLAB软件进行仿真实验,结果表明了该方法的有效性。     

基于遗传算法的二级倒立摆模糊控制器研究

倒立摆系统本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.本文利用把模糊控制和遗传算法结合起来,用遗传算法对模糊控制器的三角形隶属度函数的宽度和顶点进行自动调整,,克服了一般模糊控制设计中模糊变量的隶属度和比例、量化因子的选取通常靠经验来获取的不足,从而达到优化设计模糊控制器提高其自适应控制能力的目的,改善了控制效果.     

基于分区切换方法设计倒立摆系统的控制器

针对非线性倒立摆系统,利用小台车平移速度与摆偏角角速度之比,设计了分区的Lyapunov函数和基于自适应律的分段切换控制律。由于该方法考虑了导轨摩擦和节点摩擦对系统的影响,设计的控制律具有较强的鲁棒性,较好地解决了摆的偏角和小车位移非线性强耦合带来的困难,并且得到的是全局渐近稳定的结果。该方法计算简单,且自适应律的应用减少了保守性。最后通过倒立摆实例,利用所设计的控制器进行Matlab仿真,仿真结果验证了所设计控制器的可行性和有效性。