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《南京航空航天大学》 2003年
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多种多级倒立摆系统控制和仿真环境的研究

张晓明  
【摘要】: 倒立摆系统是非线性、强耦合、多变量和自然不稳定的系统。在控制过程中,它能有效地反映诸如可镇定性、鲁棒性、随动性以及跟踪等许多控制中的关键问题,是检验各种控制理论的理想模型。 本文首先介绍了一、二、三级倒立摆的结构以及数学模型,分析了其可控性、可观性。基于信息融合的思想设计了一、二、三级倒立摆的模糊控制器,并且设计了三种倒立摆的BP神经网络控制器。为实现倒立摆网络实验室,采用OpenGL建立了一、二、三级倒立摆三维立体虚拟环境,使用ALT制作了用于网络的OPENGL动画播放的ActiveX控件,通过VC调用Matlab引擎解决了实验中大量的计算问题,用VB制作了Internet Explorer自动下载的一级倒立摆模糊控制实验控件。并且使用MFC开发了用于倒立摆智能实验室的应用软件,软件具有友好的用户界面,生动的OPENGL动画演示,用户可以方便的通过软件调用MATALB进行计算。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【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6条
1 熊新;基于ARM的二级倒立摆控制的研究[D];昆明理工大学;2008年
2 张赟宁;MATLAB环境下控制系统综合实验平台设计与实现[D];重庆大学;2006年
3 王雪;基于小车倒立摆的自动控制原理开放性实验的开发与研究[D];重庆大学;2007年
4 曾祥光;基于微粒群算法的倒立摆控制研究[D];西南交通大学;2008年
5 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
6 汤乐;倒立摆系统建模与控制方法研究[D];河南大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10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
2 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
3 江鹢,汤丽萍,边信黔,施小成;利用Matlab引擎实现VC和Matlab的混合编程[J];电脑学习;2000年03期
4 亢海伟,杨庆芬,王硕禾;基于MATLAB模糊逻辑工具箱的模糊控制系统仿真[J];电子技术应用;2000年02期
5 黄苑虹,梁慧冰;从倒立摆装置的控制策略看控制理论的发展和应用[J];广东工业大学学报;2001年03期
6 姜长生,郭树军,王丕宏,扬克明,孙隆和;先进武装直升机一种新型组合智能飞控系统和火/飞综合系统的设计与仿真[J];航空学报;1998年06期
7 曲建岭,王磊,高峰;基于信息融合的多输入模糊控制器设计方法[J];测控技术;1999年07期
8 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
9 冯长江,阎建生,赵月飞;电子实验网络化教学手段建设[J];实验技术与管理;2002年02期
10 雷红伟,薛兵,冯长江;现代网络实验模式研究与实践[J];实验室研究与探索;2001年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邢景虎;陈进;;模糊控制在二级倒立摆系统中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年03期
2 田国胜;吴东月;顾德英;;基于以太网的温度控制系统设计[J];辽宁科技大学学报;2009年02期
3 付卫红,刘建华,付卫华;集成环境下MATLAB与VC++的混合编程方法[J];安阳师范学院学报;2003年05期
4 扈晓,任志良,李少慧;MATLAB应用程序接口在C++Builder中的使用[J];兵工自动化;2002年01期
5 冯毅,梅海青;Windows 2000下MATLAB端口采集的实现[J];兵工自动化;2003年01期
6 刘秀;用Matlab实现硬件端口采集的方法[J];兵工自动化;2003年03期
7 杨华冰,程红熙,何清华,许寿;小口径高炮光电火控系统模拟训练软件设计[J];兵工自动化;2005年03期
8 宋尚磊;李舰;卢国玉;姚远;;防空兵作战中空情生成的仿真技术[J];兵工自动化;2007年07期
9 李华,马晓军,臧克茂,张剑,张豫南;基于神经网络的模糊控制在装甲车电传动控制系统中的应用[J];兵工学报;2005年02期
10 张蓉,石建军,任福田,刘小明;数理统计知识在交通仿真中的部分应用[J];北京工业大学学报;2003年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张军;贾瑞清;;基于DDE的Matlab与VB接口编程技术及其工程应用[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 黄凯;吴汉松;陈少昌;;基于Runge-Kutta法的连续变结构系统计算机仿真[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
3 鞠彦兵;刘斯铭;赵玉明;;基于WITNESS2003仿真平台的机场飞行区仿真[A];全国第九届企业信息化与工业工程学术会议论文集[C];2005年
4 杨霓清;孙建德;;电子线路系列课程综合实验开放与实践[A];2007年全国高等学校电子技术研究会论文集[C];2007年
5 韩国栋;冯长江;李楠;;全开放实验教学内容与教学目标的相关性分析方法研究[A];全国高等学校电子技术研究会论文集[C];2009年
6 马杰;朱辰;李斌;;水电厂仿真培训系统研究[A];中国水力发电工程学会信息化专委会2009年学术交流会论文集[C];2009年
7 王珠珠;刘雍潜;李龙;赵国栋;缪蓉;黄荣怀;曾海军;江新;冯秀琪;潘克明;赵保和;胡浦清;;《信息技术的应用与普及对教育的影响与对策研究》专题研究报告[A];教育技术:信息化阶段新发展的研究[C];2007年
8 李祖枢;谭智;王育新;张华;;斜轨道上小车二级摆摆起倒立实时控制[A];第二十三届中国控制会议论文集(下册)[C];2004年
9 陈波;李咸善;凡华;;动态系统建模与仿真软件柔性构建研究[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
10 王希;赵东标;云乃彰;;方坯叶片电解加工全程模糊控制[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高鹏;港口物流网络系统的建模及作业优化研究[D];大连理工大学;2011年
2 夏文俊;面向概念设计的定性建模技术研究[D];华中科技大学;2011年
3 金长江;基于近红外光谱与机器视觉技术的浆果品质检测研究[D];东北农业大学;2011年
4 莫俊文;工程进度网络中工时的相依性研究[D];天津大学;2010年
5 李海军;再入机动弹头的建模与控制[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 贺成龙;可重复使用运载器亚轨道上升段制导与控制技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
7 张永立;空间多级倒立摆非线性控制方法研究[D];大连理工大学;2011年
8 董红宇;冶铸轧一体化柔性生产计划及其仿真系统研究[D];东北大学;2009年
9 王进华;混合H_2/H_∞鲁棒控制理论及应用研究[D];西北工业大学;2000年
10 吴晓明;连铸结晶器非正弦振动控制的研究[D];燕山大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑洪波;虚拟倒立摆系统的控制研究[D];山东科技大学;2010年
2 赵俊波;取料系统起动特性及速度稳定性的理论分析和试验研究[D];郑州大学;2010年
3 姜辉;二级倒立摆控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 武晶;舰船补给物资调运仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 唐鸿羽;COGAG装置动态特性与机桨匹配仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 杨雷;Web环境下的Simulink仿真系统研究与开发[D];大连理工大学;2010年
7 杨沛霖;沿海集装箱港区泊位装卸效率对航道服务水平评价指标的影响研究[D];大连理工大学;2010年
8 巴延廷;基于PERT的工程进度风险分析研究[D];大连理工大学;2010年
9 王岱荣;空间多级倒立摆控制系统研究[D];大连理工大学;2010年
10 李光显;港内锚地规模对沿海集装箱港区航道通过能力的影响研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴文进;葛锁良;;基于LQR最优调节器的二级倒立摆控制系统[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2007年02期
2 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
3 贾荣丛;王划一;;双闭环模糊控制器在单级倒立摆系统中的应用[J];兵工自动化;2006年11期
4 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
5 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
6 李航,孙厚芳,韩建海,李济顺,赵书尚,林青松;两轮机器人行走机构的建模与实验[J];北京理工大学学报;2004年12期
7 ;世界首例四级倒立摆实物控制系统在我校试验成功[J];北京师范大学学报(自然科学版);2002年05期
8 汪云;基于光电传感器的转速检测装置[J];传感器世界;2004年11期
9 杨明波,赵玮霖,陈健,杨惠;高校开放实验教学改革浅谈[J];重庆工业高等专科学校学报;2004年06期
10 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
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 黄苑虹;倒立摆系统的稳定控制研究[D];广东工业大学;2002年
2 林光云;基于Web的倒立摆远程监控系统研究[D];浙江工业大学;2004年
3 孟巧荣;倒立摆虚拟样机及控制系统的研究[D];太原理工大学;2004年
4 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
5 李炎华;基于ARM的嵌入式OS研究与移植[D];华东师范大学;2005年
6 王轶卿;网络环境下倒立摆系统控制问题的研究[D];南京工业大学;2004年
7 龙利;MATLAB环境下控制系统实时仿真实验的研究[D];重庆大学;2005年
8 徐志成;基于微粒群优化的控制系统设计研究[D];浙江大学;2006年
9 宋西蒙;倒立摆系统LQR—模糊控制算法研究[D];西安电子科技大学;2006年
10 吴文进;模糊神经网络在二级倒立摆控制系统中的应用研究[D];合肥工业大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 王晓燕;;论述Matlab环境下的过程控制模拟实验[J];赤峰学院学报(自然科学版);2012年03期
2 耿东光;孙志毅;柏艳红;;RTWT环境下PCI-16MFP数据I/O接口技术的研究[J];工业控制计算机;2011年05期
3 安新雨;张涛;;一级直线倒立摆串联模糊控制方法研究[J];科技信息;2013年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何海娟;基于改进多目标粒子群算法的鲁棒控制方法研究[D];华东理工大学;2011年
2 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
3 王广瑞;倒立摆系统自适应神经网络学习算法的研究[D];西安工业大学;2011年
4 耿东光;MATLAB环境下锅炉控制系统实时控制的设计与研究[D];太原科技大学;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
6 李智慧;矢量水听器校准系统自动化研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
7 赵潇菲;柔性倒立摆的控制方法研究[D];太原科技大学;2010年
8 吴芳;基于MATLAB燃料电池半实物仿真系统设计[D];武汉理工大学;2012年
9 徐宝岗;基于等价输入干扰的重复控制系统设计[D];中南大学;2012年
10 余敏;800MN模锻液压机主驱动系统仿真研究[D];重庆大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 廖宁放,高稚允;BP神经网络用于函数逼近的最佳隐层结构[J];北京理工大学学报;1998年04期
2 赵月飞,陈月魁,冯长江,余建华;基于Web的电工电子网上实验室的设计与开发[J];华北航天工业学院学报;2001年S1期
3 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
4 姜长生,裘丽,孙隆和,戚建中;武装直升机飞行控制系统和综合火/飞系统的组合智能控制[J];航空学报;1997年04期
5 陈晖,李德毅,沈程智,张飞舟;云模型在倒立摆控制中的应用[J];计算机研究与发展;1999年10期
6 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
7 黄永宣;自动平衡倒置摆系统——一个有趣的经典控制理论教学实验装置[J];控制理论与应用;1987年03期
8 邢珺,王磊,戴冠中;基于BP算法的自适应模糊控制系统研究[J];控制理论与应用;1996年06期
9 张乃尧;倒立摆的双闭环模糊控制[J];控制与决策;1996年01期
10 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
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 齐国元,陈增强,袁著祉;倒立摆系统自适应高阶微分反馈控制(英文)[J];控制理论与应用;2004年05期
2 李虹,熊诗波,孙志毅;Simulink环境下倒立摆控制系统建模与仿真[J];太原科技大学学报;2005年03期
3 张振兴;张世峰;;基于Lyapunov函数的倒立摆系统设计[J];新技术新工艺;2007年05期
4 孟巧荣;;倒立摆系统虚拟样机仿真[J];机械工程与自动化;2007年05期
5 孙大卫;曾静;张国良;;基于卡尔曼滤波的一级倒立摆LQR控制研究[J];实验技术与管理;2007年02期
6 孙亮;常青;阮晓钢;王嶷然;;基于DSP的倒立摆控制系统设计[J];控制工程;2008年02期
7 孙建涛;陈华;王贞卫;;单级倒立摆反馈线性化控制仿真[J];自动化技术与应用;2008年11期
8 陈进;王冠凌;邢景虎;;单级倒立摆的PID和模糊控制对比研究[J];自动化与仪器仪表;2009年02期
9 曾孟雄;方春娇;赵千惠;;单级旋转倒立摆极点配置与二次型最优控制[J];机电工程;2010年03期
10 李明;郭焕银;;基于MATLAB的倒立摆系统PID控制[J];宿州学院学报;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨亚炜;张明廉;;倒立摆系统的运动模态分析[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
2 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
3 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
4 李爱莲;解韶峰;崔桂梅;;三级倒立摆系统的滑模变结构控制[A];冶金轧制过程自动化技术交流会论文集[C];2005年
5 韩莉;郭瑞鹃;阎晓萍;;基于遗传算法的双模糊控制器设计及应用[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
6 王直杰;方建安;邵世煌;;一种增强式学习算法及其在控制中的应用[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
7 李洪兴;王加银;;n级倒立摆系统建模[A];中国系统工程学会模糊数学与模糊系统委员会第十一届年会论文选集[C];2002年
8 于丁文;金伟;胡晗;王齐胜;;一种倒立摆的控制方案[A];第七届青年学术会议论文集[C];2005年
9 李晔;;基于遗传算法和神经网络的二级倒立摆控制系统[A];第25届中国控制会议论文集(中册)[C];2006年
10 张环宇;刘长有;;基于Matlab模糊控制工具箱的倒摆系统仿真[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10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
2 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
3 瞿少成;不确定系统的滑模控制理论及应用研究[D];华中科技大学;2005年
4 谢珺;二进制粒神经网络研究及其在故障诊断中的应用[D];太原理工大学;2009年
5 高兴泉;时域约束T-S模糊系统的控制方法研究[D];吉林大学;2006年
6 王庆凤;网络控制系统的鲁棒控制方法研究及仿真平台搭建[D];吉林大学;2009年
7 郑宇;分层强化学习算法及其应用研究[D];北京交通大学;2009年
8 张雪峰;线性时变周期系统的能控性、稳定性分析与粗糙控制[D];东北大学;2010年
9 RAFI YOUSSEF;基于滑模控制方法的故障容错控制系统研究[D];中南大学;2012年
10 罗亮;基于单位分解的非线性不确定系统模糊自适应镇定与跟踪控制分析[D];广东工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 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
4 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
5 赵梦欣;倒立摆的非线性动力学与控制的研究[D];北京工业大学;2003年
6 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
7 钱征;基于强化学习的倒立摆控制研究[D];北京工业大学;2005年
8 王瑞霞;基于强化学习的倒立摆控制[D];北京工业大学;2005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 陶格;基于模糊控制的两级倒立摆的研究[D];北方工业大学;2005年
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