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《模糊控制在二級倒立擺系統(tǒng)中的應(yīng)用研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、模糊控制在二級倒立擺系統(tǒng)中的應(yīng)用研究摘要倒立擺為典型的快速、多變量、非線性、絕對不穩(wěn)定系統(tǒng),對倒立擺系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究在理論和方法上均具有深遠(yuǎn)意義。它不但是驗證現(xiàn)代控制理論方法的典型實驗裝置,而且其控制方法和思路對處理一般工業(yè)過程亦有廣泛的用途。本文首先分析和綜述了近年來國內(nèi)外二級倒立擺系統(tǒng)控制的新理論和新方法,如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、混合控制等。其次推導(dǎo)了二級倒立擺系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、能控性和能觀性,并在此基礎(chǔ)上給出了線性最優(yōu)控制器的設(shè)計,實現(xiàn)了運用現(xiàn)代控制理論對二級倒立擺的控制。但是二級倒立擺系統(tǒng)抗干擾能力較差,魯棒性較弱
2、,所以本文運用模糊控制方法對二紱倒立擺進行控制,引入了綜合誤差和綜合誤差率的概念,減少了模糊控制器的輸入變量個數(shù)。從而簡化了模糊控制器的控制規(guī)則,使控制器的控制規(guī)則更簡單、有效。最后通過對二級倒立擺系統(tǒng)的仿真,驗證了模糊控制器具有抗干擾能力較強,魯棒性較好的特點。關(guān)鍵詞:二級倒立擺,最優(yōu)控制器,模糊邏輯控制器TheResearchontheFuzzyControllerintheApplicationofDoubleInvertedPendulumSystemAbstractInvertedpendulumsystemisatypicalmo
3、delofmulti-variable,nonlinear,essentiallyunsteadysystem,andresearchingstabilityofinvertedpendulumsystemhastheprofoundmeaningintheoryandmethodology.Themethodandthoughtofinvertedpendulumsystem’Scontrolcanbeextensivelyusedtodealwiththeindustrycourse.paperanalyzesandsummarizesn
4、ewtheoriesandideasoverseasinrecentyearssuchasfuzzycontrol,neuralnetworkscontrol,hybridcontrolandSOonfirstly.Secondly,thepaperderivesthemodelofthedoubleinvertedpendulumandthestate-spaceexpression.Analyzesthestability,controllabilityandobservablesanddesignsthelinearregulator,
5、realizesthecontrolofthedoubleinvertedpendulum.Becauseabilitiesofanti-jammingandrobustnessofthesemethodsandweak,theauthorusesfuzzycontroltocontrolthedoubleinvertedpendulum.Thepaperintroducessyntheticerrorandsyntheticerrorvariety,andreducestheinputvarietiesoffuzzycontrol,thus
6、reducesthecontrolruleoffuzzycontroller,andmakesthefuzzycontrollersimpleandeffective.Becausehumanfactorsaffectthedesignsoffuzzycontroller,theauthorintroducesakindofadaptivegeneticalgorithms,whichcanoptimizetheparametersoffuzzycontr01.Finally,asimulationofthedoubleinvertedpen
7、dulumsystemdemonstratestheperformanceofthemodelandcontroller.Keywords:Adoubleinvertedpendulum,Optimalcontrol,F(xiàn)uzzylogiccontrol插圖清單圖卜1各類倒立擺系統(tǒng)?????.??...???????1圖2-I二級倒立擺系統(tǒng)示意圖??.??.??.?.......??...6圖3-1高斯分布??.??...?..????.??????13圖3—2三角形分布?...??.????.?.?.?.??.?..13圖3-3梯形分布..?
8、?.????.??.??..??........14圖3—4模糊控制系統(tǒng)框圖???..??,??.??....?.....16圖3—5模糊控制器結(jié)構(gòu)圖.?..???