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《河北工业大学》 2002年
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二级倒立摆控制策略的研究——基于状态反馈和T-S模型的控制

史晓霞  
【摘要】: 倒立摆系统是一种非线性、多变量和绝对不稳定的动态系统。近代机械控制系统中,如直升飞机、火箭发射、人造卫星运行及机器人举重物、做体操和行走机器人步行控制等等,都存在有类似于倒摆的稳定控制问题。 倒立摆装置被公认为自动控制理论中的典型试验设备,是控制理论教学和科研中不可多得的典型物理模型。通过对它的研究不仅可以解决控制中的理论问题,还能将控制理论设计的三个主要基础学科:力学、数学和电学(包含计算机)进行有机的综合应用,在多种控制理论与方法的研究和应用中,特别是工程实践中,存在一种可行性的试验问题,将其理论和方法得到有效的经验,倒立摆可为此提供一个从控制理论通往实践的桥梁。 控制理论发展过程中,某一理论的正确性以及实际应用中可行性,往往需要一个按其理论所设计的控制器去控制一个典型对象来验证其控制策略的效果,倒立摆就是这样一个较为理想的实验装置。倒立摆本身是一个自然不稳定体,在控制过程中能有效地反映控制中的许多问题。倒立摆的典型性在于:作为一个装置,其成本低廉,结构简单,便于模拟,数字实现不同方式控制;作为被控对象,又相当复杂,是高阶次、不稳定、非线性、强耦合系统,只有采取行之有效的控制方法方能使之稳定。 文中介绍了二级倒立摆装置的结构,并建立了其数学模型,在此基础上,实现了硬件稳定二级倒立摆,并用状态反馈方法和基于T-S模型的模糊控制用计算机实现了二级倒立摆的稳定控制。
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP13

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张淑霞;马跃;白羽;张春喜;;基于模糊控制的旋转型双支点倒立摆系统[J];长春工业大学学报(自然科学版);2007年01期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 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
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3 张飞舟,沈程智,范跃祖;拟人智能控制三级倒立摆[J];计算机工程与应用;2000年02期
4 王晓凯;基于简化模型的倒立摆控制实验研究[J];计算技术与自动化;1997年01期
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6 张飞舟,范跃祖,沈程智,李德毅,陈晖;利用云模型实现智能控制倒立摆[J];控制理论与应用;2000年04期
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9 李岩,姚旭东;二级倒立摆控制系统分析[J];沈阳工业学院学报;1999年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 钟伟红;关宏伟;;基于单纯形法的PID参数优化设计[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 宋慧峰;解小华;贾晓彦;张爱春;;直流调速系统的新型设计方法的研究与仿真[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
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7 张婷;汪渤;;连续型野值判别的新方法[A];2005年全国自动化新技术学术交流会论文集[C];2005年
8 方伟奇;王克军;;电子结构振动控制研究[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年
9 袁韬;陈皓;兰杰;;倒立摆自抗扰控制算法简易实现[A];2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2010年
10 岳彩青;常青美;;基于单片机AT89S52的温度控制系统[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(下册)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 侯婷;离散时间Markov跳变系统的稳定性与鲁棒H_2/H_∞控制[D];山东科技大学;2010年
2 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 丁国强;惯性导航系统传递对准技术关键问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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6 刘军;LCC-SPRC高压高频大功率电除尘电源的理论分析与功率参数设计[D];浙江大学;2010年
7 唐诗颖;基于LCL滤波器的单相并联有源滤波器控制技术研究[D];华中科技大学;2011年
8 何王勇;数控机床双轴同步控制技术研究[D];华中科技大学;2011年
9 邱楷;我国地方大学科技创新团队激励机制研究[D];华中科技大学;2011年
10 徐文科;基于微分方程的生态数学模型统计分析[D];东北林业大学;2009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 李华英;航空发动机多变量鲁棒控制方法研究[D];南昌航空大学;2010年
3 郑洪波;虚拟倒立摆系统的控制研究[D];山东科技大学;2010年
4 郑灿东;输电线路除冰机器人控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
5 刘鲁艳;基于PJR-2X型喷浆机器人的开放式算法平台研究与设计[D];山东科技大学;2010年
6 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
7 程慧;基于神经网络的两类问题研究[D];广西师范学院;2010年
8 许继影;一类非线性时滞系统的稳定性及鲁H_∞控制[D];广西师范学院;2010年
9 杨薇;多轴同步传动磨毛整理机控制技术研究[D];浙江理工大学;2010年
10 张波;基于嵌入式水质综合生物毒性在线自动分析仪控制器关键技术的研究[D];浙江理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 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
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 吕秀江;王德元;王鹏翔;陈洪军;吕翘楚;;基于T-S模型的模糊预测控制在聚合釜中的应用[J];长春工业大学学报(自然科学版);2008年05期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 何彦彦,沈程智;三级倒立摆系统的可控性与可观性分析[J];北京航空航天大学学报;1996年05期
2 张飞舟,陈伟基,沈程智;拟人智能控制三级倒立摆机理的研究[J];北京航空航天大学学报;1999年02期
3 张飞舟,沈程智,范跃祖;利用单片机实现智能控制[J];电子技术应用;1998年09期
4 张明廉,郝健康,何卫东,孙昌龄;拟人智能控制与三级倒立摆[J];航空学报;1995年06期
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6 张飞舟,沈程智,范跃祖;拟人智能控制三级倒立摆[J];计算机工程与应用;2000年02期
7 梁任秋,赵松,唐悦,赵永生;二节倒立摆的数字控制器设计[J];控制理论与应用;1987年01期
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9 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 王永刚,张汉坡,张振东,王丽娜;基于单片机实现对二级倒立摆的控制[J];微计算机信息;2004年03期
2 王广瑞;张荷芳;;二级倒立摆的自适应神经网络控制[J];电子设计工程;2011年01期
3 李昊;陈雯柏;恒庆海;;鲁棒极点配置概念在单输入系统控制中的应用[J];军民两用技术与产品;2008年08期
4 翁正新,张钟俊,王广雄;两级倒立摆的鲁棒H_∞状态反馈控制[J];上海交通大学学报;1996年04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 李凌;袁德成;井元伟;;旋转式倒立摆系统控制策略研究[J];实验室研究与探索;2006年01期
7 胡品慧,袁璞;状态反馈预测控制干扰解耦的研究[J];控制与决策;2003年02期
8 冯学尚,高为炳;-类非线性系统反馈镇定的充要条件[J];北京航空航天大学学报;1994年01期
9 翁正新,王广雄,姚一新;基于降阶观测器的鲁棒H~∞优化控制律[J];哈尔滨工业大学学报;1994年05期
10 陈冲;非线性状态反馈的输入输出解耦控制[J];福州大学学报(自然科学版);1998年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 黄力民;黄礼平;;一类状态反馈控制系统的完整性研究[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
4 林岩;安海平;;单输入区间系统鲁棒稳定状态反馈设计[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
5 孙宏放;王显峰;彭秀艳;;旋转倒立摆的数学建模与计算机控制[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
6 朱建栋;;状态反馈传输滞后情形下线性离散系统的镇定[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 邱学绍;伍毅;张银鹤;;不改变系统能观性的状态反馈的存在[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
8 夏元清;韩京清;;线性时滞系统的复合状态反馈镇定[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
9 黄力民;黄南晨;;一类状态反馈控制系统的完整性研究[A];第二十三届中国控制会议论文集(上册)[C];2004年
10 翁正新;王广雄;姚一新;;一种基于降阶观测器的鲁棒H~∞设计方法[A];1993中国控制与决策学术年会论文集[C];1993年
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1 孔令宏;处理信访老案 疏通申诉渠道[N];江苏法制报;2007年
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10 记者 刘侃;可乐定贴剂人性化降压[N];科技日报;2006年
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1 史晓霞;二级倒立摆控制策略的研究——基于状态反馈和T-S模型的控制[D];河北工业大学;2002年
2 董翠玲;二级倒立摆的稳定控制[D];西北工业大学;2005年
3 张健;H_∞鲁棒控制理论及其在二级倒立摆中的应用[D];大连海事大学;2003年
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5 姜辉;二级倒立摆控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 王红霞;二级倒立摆的稳定控制[D];西北工业大学;2002年
7 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
8 吴秀民;基于粒子群优化的二级倒立摆控制研究[D];曲阜师范大学;2012年
9 冯岩;基于小脑模型的二级倒立摆控制仿真[D];昆明理工大学;2009年
10 孙德亮;平面二级倒立摆的模糊滑模变结构控制算法研究[D];合肥工业大学;2010年
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