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《基于模糊控制的旋轉(zhuǎn)式倒立擺控制算法研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、山東大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要倒立擺控制是一個經(jīng)典的控制平衡問題。作為典型的快速、多變量、非線性、絕對不穩(wěn)定系統(tǒng)，一直是控制理論與應(yīng)用的熱點(diǎn)問題，不但是驗(yàn)證現(xiàn)代控制理論方法的典型實(shí)驗(yàn)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，因此倒立擺系統(tǒng)的研究具有重要的理論研究和實(shí)際應(yīng)用價值。許多抽象的控制概念如控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可控性、系統(tǒng)收斂速度和系統(tǒng)抗干擾能力等，都可以通過倒立擺系統(tǒng)直觀的表現(xiàn)出來。倒立擺系統(tǒng)的高階次、不穩(wěn)定、多變量、非線性和強(qiáng)耦合等特性使得許多現(xiàn)代控制理論的研究人員一直將它視為研究對象。他們不斷從研究倒立擺控
2、制方法中發(fā)掘出新的控制方法，并將其應(yīng)用于航天科技和機(jī)器人學(xué)等各種高新科技領(lǐng)域。由于它的行為與火箭以及兩足機(jī)器人行走有很大的相似性，因而對其研究具有重大的理論和實(shí)踐意義。本文首先闡述了倒立擺系統(tǒng)控制的研究發(fā)展過程和現(xiàn)狀；隨后介紹了旋轉(zhuǎn)＼。式倒立擺系統(tǒng)的動力學(xué)建模過程，研究了倒立擺系統(tǒng)的各種控制策略。把倒立’-擺系統(tǒng)的動態(tài)方程在其工作點(diǎn)附近進(jìn)行線性化，得出其線性化方程，然后運(yùn)用MATLAB程序?qū)O點(diǎn)配置控制器和LQR控制器進(jìn)行了仿真，針對實(shí)際系統(tǒng)總結(jié)出這兩種理論的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，并對兩種理論的控制效果進(jìn)行了對比。由于被控對象的日趨復(fù)雜，對
3、控制性能的要求不斷提高，傳統(tǒng)控制理論對解決復(fù)雜系統(tǒng)效果不好。本文將人工智能中的模糊控制引入控制系統(tǒng)，設(shè)計了一個四維基本模糊控制器，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一個雙閉環(huán)模糊控制器。把雙閉環(huán)控制思想引入到模糊控制器的設(shè)計中，一方面利用雙閉環(huán)控制思想，提高了響應(yīng)速度，改善系統(tǒng)性能；另一方面減小了模糊控制器的規(guī)模，簡化了模糊控制器的設(shè)計。通過仿真實(shí)驗(yàn)也表明了這種控制方案是可行的，其效果良好。整個論文的完成，以一定的理論為基礎(chǔ)，既有數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)，又有方法理論的探討，而且研究對象相當(dāng)?shù)湫?，故本課題有重大的理論意義和實(shí)際意義。關(guān)鍵詞：倒立擺，模糊控
4、制，雙閉環(huán)模糊控制器，MATLAB仿真山東大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTTheinvertedpendulumisaclassicalcontrolproblemofbalancingstickverticallyonalineartrackcart．Invertedpendulumsystemisatypicallyrapid，multi-variable，nonlinear，absolutelyinsiabilitysystem，anditisthefavoriteprobleminthecontroltheoryandt
5、estthemodemcontroltheory，andalsoitiscontroltechniqueandideaisusefultoaverageindustrialprocess．Thestudiesontheinvertedpendulumhavesignificanttheoryandpracticalvalues．TheyCanshowmanyabstractconcepts，suchasthestability,thecontrollability,theconvergentspeedandtheabilityo
6、ftheanti—disturbance．Becauseinvertedpendulumisatypicalsystem，whichisfleet，multi-variable，non—linear,andabsolutelyinstable．Itbecomestheresearchobjectofmanyresearchers．Theycontinuallyexcavatemanynewmethods，andapplythemtovarioushigh-techfields，suchasaviationandtherobots
7、．Becausethecharacteristicoftheinvertedpendulumissimilartothecharacteristicoftherocketsandtherobots，theresearchesonithavetheoryandpracticalsignificance．Aboveall，theinvertedpendulumhasbecometheexperimentalsystem，onwhichwecanlearnandvalidatevariouscontroltheories．Linear
8、andfuzzycontroltheoryisrequiredtokeepthesystemstableinthepaper．Afterconciselyintroducingthedevelopmentandcurrentsituationofinvertep
