基于遗传算法的倒立摆系统的多级控制研究

将单一的复杂控制转化为多级简单控制的控制方法应用到三级倒立摆系统的控制中,并通过遗传算法对各级控制中的未知参数进行优化.给出了多级控制器的设计方法和参数优化步骤.仿真试验证明了该控制方法的可行性.     

基于永磁同步电动机驱动的倒立摆控制与仿真

在分析永磁同步电动机和单维倒立摆数学模型的基础上,将永磁同步电动机的驱动性能与倒立摆的动态特性综合考虑,采用双闭环PID控制,实现了倒立摆系统的稳定和跟踪控制。仿真结果证明了该控制方法的有效性。     

基于T-S模型的二级倒立摆模糊控制研究

对非线性、强耦合和绝对不稳定的二级倒立摆进行了运动分析,并针对实验用的二级倒立摆,建立了其运动的状态方程.根据实验中运动的特点,提出了基于T-S模型的模糊控制,取得了较好的控制效果.     

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。     

二级倒立摆的拟人智能控制

以二级倒立摆为被控对象,利用拟人智能控制方法设计了系统的非线性控制律。与传统的控制方法相比,拟人智能控制方法不受线性约束,从而对于复杂的非线性被控对象可以得到满意的控制结果。对二级倒立摆控制系统进行了数字仿真,仿真结果进一步验证了设计方案的有效性。     

钟摆目标的微多普勒特征分析与提取

针对室内雷达目标的分类和识别问题,建立了室内钟摆目标的微动数学模型和回波模型,分析了室内钟摆运动产生的微多普勒特征.通过仿真钟摆目标的雷达回波,采用平滑伪Winger-Ville时频分析方法,提取了钟摆目标的微多普勒特征.结果表明:室内钟摆运动产生的微多普勒特征是周期为1/2钟摆周期的正弦调制.从仿真回波中提取的微多普勒特征与理论推导一致,验证了模型及理论分析的正确性.     

基于电机驱动倒立摆的两轮自动寻道平衡车的设计

针对两轮车平衡与自动寻道难题,利用倒立摆平衡原理和电子技术制作了两轮自动寻道平衡车,阐述了系统结构及特点,实验测试结果表明,小车能够顺利地通过弯道、十字叉道、虚线道、坡道,减速通过障碍地带,检测到终止线后在终止线处停车。该小车能稳定行驶,具有性能可靠、操作方便、行驶自如等特点,达到了国内先进水平。     

基于ARID控制系统的固定式海洋风机纵摇控制

针对固定式海洋风机在随机风浪载荷及其联合作用下产生的具有倒立摆运动特征的纵摇,研究采用主动转动惯量驱动系统(Active Rotary Inertia Driver, ARID)对海洋风机纵摇进行控制的问题。ARID控制系统通过伺服电机驱动转动惯性质量产生控制结构摆动的最优力矩,从而减小海洋风机的纵摇运动。基于拉格朗日原理建立海洋风机-ARID控制系统的理论分析模型;采用Simulink对海洋风机-ARID控制系统的有效性进行验证,并分析系统参数(控制算法参数、转动惯量比等)对控制效果的影响规律;设计海洋风机-ARID控制系统的振动台试验,设置多种载荷激励形式,验证控制系统的稳定性与广谱有效性。数值模拟和试验结果均验证了所建立的分析模型的正确性,表明ARID控制系统对风机的纵摇运动具有显著的控制作用,为ARID控制系统在具有倒立摆运动规律的工程结构中的应用奠定理论基础。     

倒立摆的迭代学习控制方法研究

针对倒立摆系统典型的非线性、多变量和自然不稳定的特点,在建立系统数学模型基础上,利用迭代学习控制方法,根据动态指标的要求设计了控制器,并完成了系统仿真,结果表明:与传统反馈控制相比较,所设计的迭代学习控制器使系统的动态性能得到了很大的改善。     

20-sim与Matlab交互实现倒立摆系统的稳定性分析

本文简要介绍了20-sim软件的主要功能、编程环境和仿真方法。在讨论倒立摆系统是自动控制理论专业的理想实验对象的基础上,介绍了一阶倒立摆系统的构成和数学模型,提出利用20-sim软件对倒立摆系统的稳定性进行判断,在此基础上,应用自动控制技术中的最优状态反馈控制,利用SIDOPS＋仿真语言将20-sim与Matlab相结合进行仿真,理想地显示了控制效果。