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《武汉大学》 2005年
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Windows环境下倒立摆控制及实验程序开发

薛平贞  
【摘要】:倒立摆系统是非线性、强耦合、多变量、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。 本文首先介绍了倒立摆的结构和数学模型,在此基础上研究和分析了倒立摆的控制算法,包括模型参考自适应控制和基于神经网络的模糊控制等,着重介绍了它们的设计方法,并给出了在Matlab软件中相应的仿真程序及仿真结果。 倒立摆是理想的自动控制教学实验设备,但是在武汉大学自动化系PCS(过程控制系统)实验室里现存的倒立摆装置,其控制程序是用C语言编写的运行于DOS平台的实验程序;而在Windows下实现倒立摆的控制对于实现用户远程实验有深远的意义,因此作者在LabVIEW集成开发环境中自行设计编程,进行实验软件的开发,经过在实验室里的多次调试,成功实现了在Windows操作系统下倒立摆的控制。
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP13

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 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
2 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
2 王琳,郭晨,李晖;基于GA学习的模糊小脑模型控制器[J];大连海事大学学报;2000年01期
3 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
4 何介圭,钱维铁;倒立摆小车系统的数学模型和主要参数的确定[J];上海机械学院学报;1988年03期
5 王卫华;单级倒立摆的专家模糊控制[J];湖北大学学报(自然科学版);1999年02期
6 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
7 张乃尧;倒立摆的双闭环模糊控制[J];控制与决策;1996年01期
8 刘妹琴,颜钢锋,樊臻;一类新的离散时延递归RBF神经网络[J];系统工程理论与实践;2001年10期
9 尹征琦,冯祖仁,陈辉堂;采用模拟调节器的二级倒立摆的控制[J];信息与控制;1985年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 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
2 陈跃东,郎朗;用FUZZY-PID控制器实现控制参数的自整定[J];安徽工程科技学院学报;2002年03期
3 孟令启;刘纯利;李进;;中厚板轧机模糊PID控制系统的研究[J];安徽科技学院学报;2011年06期
4 李红涛;李益华;雷蕾;;基于双闭环控制策略的倒立摆系统[J];兵工自动化;2009年12期
5 俞良慧;贾素玲;;双目标融合的大学生涯规划与辅导新模式[J];北京航空航天大学学报(社会科学版);2012年02期
6 冯能莲;么居标;王绍林;周大森;俞黎明;胡志洁;;混合动力电动汽车APU转速模糊控制研究[J];北京工业大学学报;2010年11期
7 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
8 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
9 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
10 李大东;韦利亚;;输血技术学中模糊数学启发式应用[J];中国输血杂志;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 万俊;;基于MATLAB集成神经网络的给水泵故障诊断研究[A];2007年鄂、皖、苏、冀四省电机工程学会汽轮机专业学术研讨会论文集(湖北卷)[C];2007年
3 龚春华;王建辉;杨华;刘子静;;比例、量化因子实时自调整的倒立摆双闭环模糊控制[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
4 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
5 苏涛;姚凯学;龙意忠;;基于Fuzzy-PI双模控制的控制系统[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
6 张之敬;刘明;朱小燕;唐兴伦;;模糊控制器在小型电解加工机床中的应用[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
7 汪勤;;一种自适应模糊PID控制器的设计与仿真研究[A];2011年全国电子信息技术与应用学术会议论文集[C];2011年
8 修志龙;邵惠鹤;;微生物发酵过程的温度控制[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
9 丁琳;刘清;;基于非线性模型的船舶操纵运动的模糊控制系统研究[A];2001系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2001年
10 黄悦华;吴磊;许阳;;基于模糊PID控制的交流伺服系统仿真研究[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 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
4 胡建军;汽车无级变速传动系统建模、仿真及其匹配控制策略研究[D];重庆大学;2001年
5 陈国定;线性不确定系统鲁棒控制研究[D];浙江大学;2001年
6 王世勇;激光对CCD探测器干扰损伤的研究及模糊评估[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
7 方中华;基于融合元的数据融合系统进化体系结构研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
8 周俊;农用轮式移动机器人视觉导航系统的研究[D];南京农业大学;2003年
9 王海峰;无刷直流电动机转矩脉动控制技术的研究[D];西北工业大学;2003年
10 刘炜;住宅人工照明光环境智能控制研究[D];重庆大学;2003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 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
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 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
5 潘俊任;基于相似度的模糊推理算法研究[D];浙江理工大学;2010年
6 尹霞;汽车动态称重数据预处理及模糊补偿算法设计[D];郑州大学;2009年
7 姜辉;二级倒立摆控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 张杰;永磁同步电机伺服系统矢量控制的研究[D];哈尔滨工程大学;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 张宁;直线倒立摆起摆与稳摆控制的优化与改进[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 李俊;高健;汪彦彦;;倒立摆系统的线性二次型状态反馈控制[J];兵工自动化;2007年03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 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
4 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
5 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
6 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
7 来跃深;雷兵丰;;高速四轴联动运动控制卡设计[J];电子技术应用;2008年01期
8 Gernot Bachler;;通用运动控制技术[J];国内外机电一体化技术;2008年04期
9 常新杰;LabWindows/CVI中外部代码的集成[J];国外电子测量技术;1998年06期
10 王仲民,孙建军,岳宏;基于LQR的倒立摆最优控制系统研究[J];工业仪表与自动化装置;2005年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 李恺;倒立摆伺服系统设计与实验研究[D];清华大学;2004年
3 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
4 张姝;倒立摆网络控制系统的研究及实现[D];浙江大学;2005年
5 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
6 薛源;基于Lab Windows/CVI平台的虚拟仪器的设计与开发[D];东北大学;2005年
7 刘义;基于智能控制方法对单级倒立摆系统的研究[D];广东工业大学;2006年
8 刘海龙;倒立摆实验系统的设计与研究[D];大连理工大学;2006年
9 王贞卫;倒立摆的非线性控制研究及虚拟实现[D];新疆大学;2008年
10 周端;倒立摆系统控制方法研究[D];华中科技大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭晨,葛维燕,于静哲;遗传算法优化模糊控制器及其在非线性系统中的应用[J];大连海事大学学报;1999年03期
2 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
3 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
4 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
5 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
6 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
7 方建安,邵世煌;采用遗传算法学习的神经网络控制器[J];控制与决策;1993年03期
8 张乃尧;倒立摆的双闭环模糊控制[J];控制与决策;1996年01期
9 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
10 尹征琦,冯祖仁,陈辉堂;采用模拟调节器的二级倒立摆的控制[J];信息与控制;1985年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张兴会,刘玲,陈增强,袁著祉;基于遗传算法的神经网络控制器[J];仪器仪表学报;2002年S2期
2 于秀芬,段海滨,龚华军;基于人工神经网络BP算法的倒立摆控制研究[J];兵工自动化;2003年03期
3 兰杰;赵曜;张慧勇;;基于扩展线性化的倒立摆控制[J];云南大学学报(自然科学版);2009年S2期
4 梁延德;刘海龙;;基于虚拟样机技术的倒立摆仿真研究[J];机床与液压;2007年07期
5 李冀;;基于粒子滤波神经网络的倒立摆控制系统[J];微计算机信息;2010年34期
6 王瑞霞;孙亮;阮晓钢;;基于强化学习的二级倒立摆控制[J];计算机仿真;2006年04期
7 葛友,李春文;一类非线性系统的分步变换伪线性化方法(英文)[J];控制理论与应用;2001年03期
8 张霞;张宁宁;金元郁;;基于DSP实现的一阶倒立摆控制[J];微计算机信息;2006年17期
9 徐华中;柳懿;;基于神经网络的倒立摆控制[J];中国水运(理论版);2006年03期
10 曾祥光;张玲玲;;微粒群优化倒立摆神经网络控制器设计研究[J];机械与电子;2009年08期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 张博;张怀相;;倒立摆控制系统的遗传优化方法[A];浙江省电子学会2009学术年会论文集[C];2009年
2 曹荣敏;周惠兴;陈现敏;文华强;;基于永磁直线电机的倒立摆创新实验平台设计[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 叶建斌;郭鸿武;;三级倒立摆的LQG最优控制应用研究[A];中南六省(区)自动化学会第二十九届学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 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
2 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
3 茅力非;两轮自平衡移动机器人建模与控制研究[D];华中科技大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜洋;二级直线倒立摆系统建模、仿真与实物控制[D];北京交通大学;2013年
2 钱猛;基于倒立摆控制系统的网络化实验室的研究与开发[D];哈尔滨工业大学;2012年
3 崔红娜;网络环境下倒立摆的控制[D];南京邮电大学;2013年
4 陈聪;直线倒立摆摆起与平衡控制的研究与实现[D];沈阳建筑大学;2013年
5 何杰;基于交流伺服系统的平面倒立摆控制研究[D];杭州电子科技大学;2009年
6 丁旭;电液伺服倒立摆的仿真研究[D];太原科技大学;2011年
7 王国政;平面倒立摆的稳定控制[D];太原科技大学;2013年
8 尹亚光;基于非线性时间序列模型的倒立摆起摆预测控制研究[D];中南大学;2013年
9 张宁;直线倒立摆起摆与稳摆控制的优化与改进[D];大连理工大学;2010年
10 许美玲;基于LabVIEW的倒立摆控制系统研究[D];西南交通大学;2011年
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