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《北京化工大学》 2005年
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倒立摆系统的模糊智能控制研究

汪雪琴  
【摘要】:倒立摆系统是一个典型快速、多变量、非线性、不稳定的高阶系统,研究其控制理论和方法对处理一般工业过程有着广泛的现实意义。 本文首先用牛顿力学及分析力学法详细推导了二级倒立摆的数学模型;对倒立摆系统进行了动态仿真;对实验装置的原程序进行了移植优化。 其次采用表格查询法,引入输入—输出数据对及模糊规则置信度的概念,去除冗余规则,减少了控制规则,使控制器的控制规则更为简单、有效。采用分离法,引入SIRMS及动态重要度的概念,每个输入项对系统的影响都可以直接得到控制,而且输入项的优先权可以得到明显的区分;模糊规则数可以明显的减少并且模糊规则的设定也变得简单。通过对表格查询法和分离法进行大量实物控制实验,结果表明表格查询法能比较快的稳定。 实验结果表明:智能控制策略不仅能满足非线性系统的控制要求,而且能明显改善控制指标,整个系统具有更好的动态特性。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP13

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 刘琛;二级倒立摆系统的稳定控制研究[D];西北工业大学;2007年
2 翟龙余;倒立摆的模糊控制研究[D];江南大学;2008年
3 陈泽望;二级倒立摆系统的模糊控制研究[D];东北大学;2008年
4 王蓉;基于倒立摆系统的稳定控制算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 张燕;LabWindows/CVI在倒立摆控制系统中的应用[D];新疆大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 刘春生,吴庆宪,邹新生;二级倒立摆的模糊控制[J];电光与控制;2000年04期
2 郭钊侠,方建安,苗清影;倒立摆系统及其智能控制研究[J];东华大学学报(自然科学版);2003年02期
3 程福雁,钟国民,李友善;二级倒立摆的参变量模糊控制[J];信息与控制;1995年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 阮治明;;二级倒立摆系统的最佳控制[J];兵工自动化;2006年01期
2 张冰,厉虹;欠驱动机械臂A crobot的模糊控制[J];北京机械工业学院学报;2005年03期
3 刘晟,陈杰,龚志豪,白明;基于动态查询表的模糊控制策略及其应用[J];北京理工大学学报;2002年03期
4 陈华;;单级倒立摆智能控制器的设计[J];重庆工学院学报(自然科学版);2009年01期
5 刘春生,吴庆宪,邹新生;二级倒立摆的模糊控制[J];电光与控制;2000年04期
6 郭钊侠,方建安,苗清影;倒立摆系统及其智能控制研究[J];东华大学学报(自然科学版);2003年02期
7 程俊,王永,黄南晨,吴刚,卿志远,孙德敏;旋转式倒立摆计算机控制系统[J];电机与控制学报;2001年04期
8 徐春梅;张浩;杨平;孙琦;;非线性PID控制在倒立摆控制系统中的仿真研究[J];上海电力学院学报;2009年02期
9 夏鼎;;模糊控制在二级倒立摆系统中的应用[J];电子技术;2009年06期
10 易杰;;基于状态反馈控制的倒立摆系统分析和设计[J];国外电子元器件;2008年08期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 林岳松;王俊宏;薛安克;;二级倒立摆的简易多PD控制算法[A];第二十一届中国控制会议论文集[C];2002年
2 张丽娟;刘晓平;;倒立摆数学模型及其模糊控制实现[A];第七届全国非线性动力学学术会议和第九届全国非线性振动学术会议论文集[C];2004年
3 ;Optimal Design for Fuzzy Controller by Ant Colony Algorithm[A];Advanced Measurement and Test—Proceedings of 2010 International Conference on Advanced Measurement and Test(AMT 2010)[C];2010年
4 ;Optimal Design of Neuro-Fuzzy Controller Based on Ant Colony Algorithm[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 李凌;苗鑫;袁德成;;基于神经网络控制的倒立摆系统仿真研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 王玉坤;自适应逆控制及其应用的研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
2 么健石;图式理论在一类欠驱动机械系统控制中的应用研究[D];东北大学;2006年
3 薛文涛;基于免疫的智能优化算法理论及应用研究[D];南京理工大学;2008年
4 李盼池;量子计算及其在智能优化与控制中的应用[D];哈尔滨工业大学;2009年
5 王启源;独轮自平衡机器人建模与控制研究[D];北京工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张蛟龙;平面二级倒立摆的控制策略研究[D];河南理工大学;2010年
2 郑洪波;虚拟倒立摆系统的控制研究[D];山东科技大学;2010年
3 檀庭跃;智能控制算法在倒立摆系统中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
4 姜辉;二级倒立摆控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李红涛;智能预测控制算法在倒立摆中的应用研究[D];长沙理工大学;2010年
6 狄艳坤;神经网络技术在倒立摆系统中的应用研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 王玉琢;基于模糊神经网络的倒立摆系统控制研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 曾(土自);小车—二级摆摆起倒立的仿人智能控制研究[D];重庆大学;2001年
9 黄苑虹;倒立摆系统的稳定控制研究[D];广东工业大学;2002年
10 李俊芳;基于智能方法的二级倒立摆控制[D];河北工业大学;2002年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡阳;王吉芳;;模糊神经网络的二级倒立摆稳定控制分析[J];北京机械工业学院学报;2008年04期
2 杨亚炜,张明廉;三级倒立摆的数控稳定[J];北京航空航天大学学报;2000年03期
3 杨亚炜,张明廉;倒立摆系统的运动模态分析[J];北京航空航天大学学报;2002年02期
4 陈华;;单级倒立摆智能控制器的设计[J];重庆工学院学报(自然科学版);2009年01期
5 宋君烈,肖军,徐心和;倒立摆系统的Lagrange方程建模与模糊控制[J];东北大学学报;2002年04期
6 白凤山,潘长勇,杨知行;用动态连接库(DLL)实现LabWindows/CVI与高速数据采集卡的通讯[J];电测与仪表;2000年08期
7 吴震宇;;基于LabVIEW的交流伺服电动机在倒立摆中的应用[J];电气应用;2010年16期
8 刘春生,吴庆宪,邹新生;二级倒立摆的模糊控制[J];电光与控制;2000年04期
9 郭钊侠,方建安,苗清影;倒立摆系统及其智能控制研究[J];东华大学学报(自然科学版);2003年02期
10 高志刚,李克鹏,李琦;基于遗传算法和神经网络的倒立摆控制系统[J];江西电力职业技术学院学报;2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 徐红兵;孙增圻;孙富春;;二级倒立摆的模糊神经滑模控制的研究[A];1996年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1996年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张克勤;滑模变结构控制理论及其在倒立摆系统中的应用研究[D];浙江大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 于洋;模糊控制与神经网络方法研究[D];西北工业大学;2001年
2 黄苑虹;倒立摆系统的稳定控制研究[D];广东工业大学;2002年
3 李俊芳;基于智能方法的二级倒立摆控制[D];河北工业大学;2002年
4 王红霞;二级倒立摆的稳定控制[D];西北工业大学;2002年
5 刘时鹏;MATLAB环境下直线单级倒立摆系统实时控制实验的研究与设计[D];重庆大学;2004年
6 李丽娟;以倒立摆为对象的智能控制算法的研究与应用[D];南京工业大学;2004年
7 洪旭;倒立摆系统模糊控制算法研究[D];西安电子科技大学;2005年
8 董翠玲;二级倒立摆的稳定控制[D];西北工业大学;2005年
9 张姝;倒立摆网络控制系统的研究及实现[D];浙江大学;2005年
10 王海;倒立摆系统的控制分析及其混沌运动的研究[D];北京工业大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 李冰;戴天虹;;鲁棒H_∞控制在林业机器人中的应用研究[J];林业机械与木工设备;2008年06期
2 肖红军;;基于Sugeno模型的倒立摆模糊控制及实验[J];西安工程大学学报;2011年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张龙;直线二级倒立摆的稳定控制研究[D];西安建筑科技大学;2008年
2 李毅;二级旋转倒立摆实时控制的研究[D];天津理工大学;2012年
3 于翠翠;模糊控制在直线二级倒立摆中的应用[D];曲阜师范大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘春生,吴庆宪,邹新生;二级倒立摆的模糊控制[J];电光与控制;2000年04期
2 单波,徐燕,赵建涛;预测控制算法及其在倒立摆中的应用[J];华北电力大学学报;2001年02期
3 康赐荣,陈芳,魏腾雄;基于ANN的模糊控制规则的自动生成[J];华侨大学学报(自然科学版);1997年02期
4 刘妹琴,廖晓昕,陈际达,李湘林;用进化RBF神经网络控制二级倒立摆[J];控制理论与应用;2000年04期
5 全永兵,张化光;一类非线性系统的建模、辨识与控制研究[J];控制理论与应用;2001年02期
6 姚宏伟,梅晓榕,杨振强,庄显义;基于模糊动态模型的二级倒立摆系统的分析和设计[J];控制理论与应用;2001年02期
7 蒋国飞,吴沧浦;基于Q学习算法和BP神经网络的倒立摆控制[J];自动化学报;1998年05期
8 程福雁,钟国民,李友善;参变量模糊控制绝对不稳定系统[J];无线电工程;1994年03期
9 邢俊,王磊,戴冠中;用BP算法加速倒立摆的模糊控制过程[J];西北工业大学学报;1996年04期
10 程福雁,钟国民,李友善;二级倒立摆的参变量模糊控制[J];信息与控制;1995年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 翟龙余;;一级倒立摆仿真模型的建立[J];大众科技;2011年08期
2 王春生;侯云海;刘凡;;采用模糊控制的垂直型旋转式倒立摆系统[J];长春理工大学学报(自然科学版);2011年02期
3 陈洪;万军;黄琴;;基于线性二次最优LQR的直线倒立摆控制系统研究分析[J];数字技术与应用;2011年07期
4 杨鹤年;;机电一体化系统中的智能控制技术[J];煤炭技术;2011年07期
5 王雪;柴毅;丁宝苍;申建军;;自动控制原理开放性实验的开发[J];实验室研究与探索;2011年07期
6 孙志雄;林雄;;基于MATLAB的单级倒立摆系统研究[J];科技信息;2011年20期
7 刘文秀;郭伟;余波年;;倒立摆状态反馈极点配置与LQR控制Matlab实现[J];现代电子技术;2011年10期
8 柏洪升;董立峰;徐淑婉;;高炉热风炉自动控制系统[J];软件;2010年07期
9 翁宁龙;刘冉;吴子章;;自主寻迹智能小车模糊控制系统仿真[J];数字技术与应用;2011年06期
10 周龙勇;武光华;王东;朱春生;;基于单神经元模糊自适应PID控制的电液位置伺服系统研究[J];液压与气动;2011年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 樊立萍;姜龙;;DC-DC变换器模糊滑模控制综述[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年
2 闫金超;;倒立摆状态反馈控制系统设计与仿真[A];第三届中国智能计算大会论文集[C];2009年
3 程雅丽;安大伟;陈杰;;空调系统模糊控制与PID控制比较[A];全国暖通空调制冷2002年学术年会资料集[C];2002年
4 王慧;钟海波;刘玉峰;;基于二次调节的汽车车桥模拟加载系统的模糊控制[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年
5 赵小军;林莉;李明;;模糊控制在潜器水下悬停系统中的应用[A];2006年船舶通讯导航学术会议论文集[C];2006年
6 叶萍;韩如成;;直接转矩控制系统智能开关状态选择器的应用与发展[A];2005中国电机工程学会电力系统自动化专委会全国供用电管理自动化学术交流暨供用电管理自动化学科组第二届年会论文集[C];2005年
7 孙惠杰;;转阀式直接驱动伺服阀的参数自调整模糊PID控制[A];2008年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(上册)[C];2008年
8 姚文兵;;油轮辅锅炉燃烧过程自动控制系统仿真研究[A];大连海事大学校庆暨中国高等航海教育90周年论文集(机电分册)[C];1999年
9 罗辑;曹建国;陈世平;刘建涛;;基于GPC的多模态控制算法设计与仿真[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
10 李向华;张小芳;陆起涌;;模糊控制在恒温系统中的应用[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 常丽君;法开发出一种新型数学模型[N];科技日报;2011年
2 陈青舟;杜绝药家鑫从思维“数学模型”入手[N];科技日报;2011年
3 刘维成 陈希荣;包装件三维尺寸优化设计方法及数学模型的研究[N];中国包装报;2011年
4 齐瑞普;“数模”趟出数字管理路[N];首都建设报;2008年
5 赵洪涛;数学模型 在水利科技探索中前行[N];中国水利报;2006年
6 通讯员 罗耀华 记者 童云;宝钢分公司数学模型工作稳步推进[N];中国冶金报;2005年
7 清;最小停留时间最大化的数学模型[N];世界金属导报;2004年
8 记者 杨骏;全球范围疾病传播 首个数学模型建成[N];新华每日电讯;2006年
9 中国工程院院士 中国钢铁工业协会信息与自动化推进中心主任 鞍钢集团公司总经理 齐玠;不懈努力,扎实推进数学模型应用[N];中国冶金报;2004年
10 水明;仿真:从实物到数学模型[N];解放日报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 侯明亮;拖挂式激光平地机液压控制系统的研究[D];中国农业大学;2005年
2 Han Qiang;[D];山东大学;2005年
3 吴细秀;开关电器触头材料喷溅侵蚀模型研究及其试验[D];华中科技大学;2005年
4 张立伟;电动汽车用异步电机系统效率优化控制研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年
5 赵桂连;水电站水机电联合过渡过程研究[D];武汉大学;2004年
6 蒋海洋;分子筛膜的制备和新型分子筛膜反应器[D];天津大学;2004年
7 谢红;五杆五环并联运动机床开发设计及关键技术研究[D];同济大学;2007年
8 万玉芹;静电纺丝过程行为及振动静电纺丝技术研究[D];东华大学;2006年
9 白义奎;日光温室燃池—地中热交换系统研究[D];沈阳农业大学;2007年
10 李孜军;硫化矿石自燃机理及其预防关键技术研究[D];中南大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪雪琴;倒立摆系统的模糊智能控制研究[D];北京化工大学;2005年
2 文剑波;基于PLC的单级倒立摆控制系统的设计及实现[D];武汉大学;2005年
3 焦灵侠;模糊控制在倒立摆系统中的应用研究[D];西安工业大学;2010年
4 王玉琢;基于模糊神经网络的倒立摆系统控制研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
5 汪涛;模糊神经网络控制在单级倒立摆系统中的应用[D];合肥工业大学;2004年
6 狄艳坤;神经网络技术在倒立摆系统中的应用研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 郑洪波;虚拟倒立摆系统的控制研究[D];山东科技大学;2010年
8 李红;矢量控制在矿井提升系统中的应用研究[D];辽宁工程技术大学;2006年
9 郭刚;自适应神经模糊控制策略在倒立摆系统中的研究[D];太原理工大学;2004年
10 王舟如;炮塔壳体智能焊接系统的研究与开发[D];天津大学;2005年
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