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《合肥工业大学》 2004年
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模糊神经网络控制在单级倒立摆系统中的应用

汪涛  
【摘要】: 倒立摆是一个典型的快速、多变量、非线性、本质不稳定系统,对倒置系统的研究在理论上和方法论上具有着深远的意义。对倒立摆的研究可以归结为对非线性、多变量、不稳定系统的研究。论文以模糊控制理论为基础,采用了模糊控制中的Mamdani模糊推理系统,对倒立摆的各个变量进行控制,并且利用自适应神经网络对模糊控制规则进行了训练,最后将控制过程在MATLAB上加以仿真。本论文的主要研究内容如下: 1.综述了倒立摆系统研究的历史,分析了倒立摆的研究现状和国内外对倒立摆系统研究近十年的进展和取得的成果,并且介绍了针对倒立摆系统的各个控制方法。 2.介绍了倒立摆的结构和在工程实际中的应用,并对倒立摆模型进行建模,推导出了倒立摆模型的状态空间表达式。 3.讲述了模糊控制理论的基本原理及其应用。主要叙述了模糊控制理论的发展历史和应用,并对模糊控制的数学基础和基本理论作了详尽的阐述。 4.着重介绍了模糊控制系统和模糊控制器。分析了模糊控制系统和模糊控制器的组成和特点,并对模糊控制器的设计方法提供了具体的步骤。 5.对神经网络进行了详细地阐述,着重介绍了BP算法。 6.采用MATLAB仿真软件的FIS Editor来建立模糊控制器,并利用神经网络对模糊控制器的规则进行了训练,最后利用Simulink建立系统的结构图来实现对倒立摆系统的控制,采用了示波器Scope对倒立摆的各个变量进行了波形的显示,直观地显示了控制的效果。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP273

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 裴雪红;基于改进RBF神经网络的PID控制[D];哈尔滨理工大学;2010年
2 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
3 韩月娟;智能控制算法研究及其在直线多级倒立摆中的实现[D];内蒙古大学;2011年
4 刘峰;恒张力放线车参数检测与张力控制的研究[D];电子科技大学;2011年
5 汪作雄;全生命周期成本估算方法库的设计与实现[D];东华大学;2008年
6 李恩;基于反步法的PSO输出控制[D];哈尔滨理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨亚炜,张明廉;倒立摆系统的运动模态分析[J];北京航空航天大学学报;2002年02期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 郭伟,刘兴远,张力,王跃文,孙亮;无腹筋钢筋混凝土简支梁受剪特性的神经网络模型初探[J];四川建筑科学研究;2004年01期
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7 孙楷淇;;基于MATLAB的TCR-TSC型无功补偿装置(SVC)仿真研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2011年S1期
8 张建功;刘宝权;刘佳伟;;液压AGC电液伺服系统单神经元自适应控制与仿真研究[J];鞍钢技术;2006年03期
9 刘灵芝;;基于ADVISOR的电动汽车性能仿真研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年03期
10 刘国璧;袁宏俊;孙群;孟涛;;基于模糊神经网络的刘翔110m栏成绩预测[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙楷淇;;基于MATLAB的TCR-TSC型无功补偿装置(SVC)仿真研究[A];2011年安徽省智能电网技术论坛论文集[C];2011年
2 胡春雨;李武峰;严辉;;一种新型电动汽车智能充电机的研制[A];第十四届中国科协年会第19分会场:电动汽车充放电技术研讨会论文集[C];2012年
3 胡伟明;;基于STM32纯电动汽车电驱控制研究[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
4 梁捷;陈力;;漂浮基空间机械臂姿态、关节协调运动的模糊变结构滑模控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 陈志煌;陈力;;漂浮基双臂空间机器人本体与末端抓手协调运动的模糊滑模控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 翁小雄;翦俊;;短时交通流频谱分析与预测[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 戎袁杰;汤洪海;郑雪生;王荣蓉;李春文;;单相并联有源滤波器的神经网络控制策略研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 孟庆金;权悦;景绍洪;;热电厂CFB锅炉燃烧智能控制策略研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 乔美英;兰建义;;模糊逻辑神经网络控制在交流调速系统中的仿真研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 ;Modeling and Simulation of Robot Based on Matlab/SimMechanics[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 罗清林;抗强振动干扰数字涡街流量计信号处理方法研究与低功耗实现[D];合肥工业大学;2010年
3 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
4 尹安东;基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究[D];合肥工业大学;2010年
5 杨金辉;数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用[D];湖南大学;2010年
6 邵宗凯;无刷双馈电机建模及智能控制策略研究[D];华中科技大学;2010年
7 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年
8 汤亮;基于综合效益评价的陶瓷产品全生命周期理论研究及应用[D];武汉理工大学;2010年
9 李奇南;钢板磁悬浮系统控制[D];浙江大学;2010年
10 吴乐彬;基于电液伺服并联六自由度机构的广义负载模拟理论和实验研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨亮;基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究[D];安徽工程大学;2010年
2 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
3 马爱清;真空差压铸造系统加压模型建立与控制算法设计[D];南昌航空大学;2010年
4 郑洪波;虚拟倒立摆系统的控制研究[D];山东科技大学;2010年
5 田恩国;基于EKF无速度传感器矢量控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
6 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
7 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
8 李安新;BP神经网络研究与硬件实现[D];山东科技大学;2010年
9 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
10 黄磊;模糊控制技术在热风炉温控系统中的应用研究[D];长春理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 肖维品;工程项目“快速估价”的系统模型[J];四川建筑科学研究;1989年04期
2 扈宏杰,尔联洁,刘强,陈敬泉;基于神经网络自适应稳定PID控制方法的研究[J];北京航空航天大学学报;2001年02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 陈强;任雪梅;那靖;;参数不确定混沌系统的自适应Backstepping控制[J];北京理工大学学报;2011年02期
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6 李广军;张晶;曾安平;;基于改进RBF神经网络的PID整定[J];长春大学学报;2008年06期
7 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
8 杨东升,王高峰;多线程技术在虚拟仪器开发软件LabWindows/CVI中的实现[J];电测与仪表;2005年03期
9 陈晓川,张暴暴,冯辛安;面向成本的设计的关键技术及其概念模型[J];大连理工大学学报;1999年06期
10 史维佳;何鹏举;李杰;;Matlab/RTW实时仿真与嵌入式系统开发[J];单片机与嵌入式系统应用;2009年10期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 杨旭华;神经网络及其在控制中的应用研究[D];浙江大学;2004年
2 钟天宇;大惯性负载双向电液比例张力控制系统研究[D];浙江大学;2007年
3 尹建川;径向基函数神经网络及其在船舶运动控制中的应用研究[D];大连海事大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 袁锐波;电液比例施力控制系统的设计及动态特性研究[D];昆明理工大学;2001年
2 王丰;电液张力控制系统的研究[D];浙江大学;2002年
3 陈涛;敏捷制造环境下纺织工艺智能设计系统的研究[D];东华大学;2004年
4 曹刚;PID控制器参数整定方法及其应用研究[D];浙江大学;2004年
5 武俊丽;基于神经网络的控制器的研究[D];大连海事大学;2004年
6 张乾;多目标遗传算法及其在发动机控制系统设计中的应用[D];南京航空航天大学;2005年
7 李广军;基于RBF神经网络的PID整定[D];西南交通大学;2005年
8 蔡毅;基于MATLAB/RTW实时仿真系统的设计与研究[D];天津大学;2005年
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10 马伟;面向成本设计(DFC)中全生命周期成本的分析与估算[D];东华大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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2 关海鸥;杜松怀;李春兰;苏娟;梁英;武子超;邵利敏;;基于有限脉冲反应和径向基神经网络的触电信号识别[J];农业工程学报;2013年08期
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王炜信;基于直接转矩控制的电动执行机构设计[D];哈尔滨工业大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6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 杨振强,王常虹,庄显义;自适应复制、交叉和突变的遗传算法[J];电子科学学刊;2000年01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
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【相似文献】
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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
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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
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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
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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
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6 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
7 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
8 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
9 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
10 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
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 柴园园;普适的模糊推理系统理论及应用[D];北京交通大学;2011年
3 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
4 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
5 彭文立;钢管拱肋缆索吊装施工控制及模糊推理系统的应用[D];广西大学;2005年
6 张立权;基于模糊推理系统的工业过程数据挖掘[D];大连理工大学;2007年
7 张国江;软计算方法和数据挖掘理论在电力系统负荷预测中的应用[D];浙江大学;2002年
8 李学华;基于核与软计算方法的模式分析[D];电子科技大学;2009年
9 郭瑞鹏;应急物资动员决策的方法与模型研究[D];北京理工大学;2006年
10 范金锋;脑电非线性时间序列仿真研究[D];中国科学技术大学;2007年
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1 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
2 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
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 周党伟;直线倒立摆的稳定控制研究[D];西安理工大学;2007年
6 翟龙余;倒立摆的模糊控制研究[D];江南大学;2008年
7 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
8 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
9 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
10 王瑞霞;基于强化学习的倒立摆控制[D];北京工业大学;2005年
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