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《西安电子科技大学》 2005年
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倒立摆系统模糊控制算法研究

洪旭  
【摘要】:倒立摆系统是一个典型的多变量、非线性、强耦合和快速运动的自然不稳定系 统。因此倒立摆在研究双足机器人直立行走、火箭发射过程的姿态调整和直升机 飞行控制领域中有重要的现实意义,相关的科研成果已经应用到航天科技和机器 人学等诸多领域。 本文围绕一级倒立摆系统和二级倒立摆系统,采用模糊控制理论研究了倒立摆 的控制系统仿真和实物系统控制问题。实物控制的成功进一步证明了本文设计的 模糊控制器有很好的稳定性、鲁棒性和适应性。主要研究工作如下: 1. 建立了一级、二级倒立摆系统的数学模型,对倒立摆系统进行定性分析。 证明了倒立摆系统开环是不稳定的,但在平衡点是能控的和能观的,同时 指出二级倒立摆的相对能控度比一级倒立摆小很多,说明其更难控制。 2. 倒立摆系统的模糊控制算法研究。运用最优控制方法设计了融合函数,减 少模糊控制器的输入变量维数,成功解决了“规则爆炸”问题。研究了量 化因子对控制效果的影响,通过设置阈值使量化因子可以自动切换,进而 提升了模糊控制器的性能品质。 3. 介绍了如何利用Simulink5. 0建立倒立摆系统模型,特别是利用Mask封装 功能,使模型更具灵活性,给仿真带来很大方便。实现了倒立摆模糊控制 系统的仿真。仿真结果证明:模糊控制器不仅可以稳定倒立摆系统,还可 以使小车定位在特定位置。 4. 利用Borland C++编写模糊控制算法程序,实现了倒立摆实物系统控制。 给出了一级、二级倒立摆稳定时和受干扰时各状态变量的响应曲线和控制 量曲线以及倒立摆稳定时的照片。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP13

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 胡小莺;綦星光;;基于LQR控制的三级倒立摆系统稳定性分析[J];伺服控制;2010年06期
2 曹晓燕;于立萍;姚文韬;;基于粒子群算法的模糊控制在倒立摆中的应用[J];计算机技术与发展;2008年06期
3 胡志伟;吴冰;梁加红;;嵌入式实时系统的快速开发框架研究[J];微计算机信息;2008年32期
4 赵潇菲;张井岗;;柔性倒立摆的模糊控制算法[J];智能系统学报;2010年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 胡小莺;直线倒立摆系统控制算法的研究[D];山东轻工业学院;2011年
3 张燕;LabWindows/CVI在倒立摆控制系统中的应用[D];新疆大学;2011年
4 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
5 田莉;立方体系统的模糊控制算法研究[D];南京理工大学;2006年
6 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
7 李志鸿;倒立摆系统的模糊控制研究[D];西安建筑科技大学;2007年
8 胡桂红;基于遗传算法的倒立摆控制策略研究[D];西安电子科技大学;2008年
9 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
10 翟龙余;倒立摆的模糊控制研究[D];江南大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 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
2 史晓霞,张振东,李俊芳,杨屹;二级倒立摆系统数学模型的建立及意义[J];河北工业大学学报;2001年05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 李洪兴,苗志宏,王加银,李洪兴,李洪兴;四级倒立摆的变论域自适应模糊控制[J];中国科学E辑:技术科学;2002年01期
5 陆春晖,翁正新,李和贵,施颂椒;一种新型智能模糊控制器的研究[J];计算机仿真;2003年09期
6 张乃尧;倒立摆的双闭环模糊控制[J];控制与决策;1996年01期
7 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
8 黄圣乐,杨欣欣;智能调整型模糊控制器的研究[J];同济大学学报(自然科学版);1996年03期
9 朱江滨,易建强;二级倒立摆的摆起控制[J];系统仿真学报;2003年07期
10 曲建岭,吴文海,孙俊恩;三级倒立摆系统模糊控制器设计及仿真[J];系统仿真学报;2004年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李伟;;覆膜机在开发彩涂家电板中的应用[J];四川有色金属;2010年01期
2 汤伟;工控机在预熔颗粒保护渣物料配比中的应用[J];鞍钢技术;2001年03期
3 华贵山;;基于单片微机测控系统中的数字滤波技术研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年05期
4 孙静静;;频移随机共振在信号检测中的应用[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年01期
5 吴新胜,方祥圣;计算机综合监控热处理系统[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年03期
6 江明,王龙明,夏晓珍;PROFIBUS总线接口在智能仪表中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年04期
7 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
8 何敏;王建国;;自适应神经网络模糊推理系统在结构振动主动控制中的研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年04期
9 鲍雅萍,赵艳春,冯利民;模糊控制在池炉温度优化设计中的应用[J];安阳大学学报;2003年02期
10 李宇成;朱兴;郑兴凯;阴亮;;基于LQR算法的三级倒立摆控制系统的仿真研究[J];北方工业大学学报;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵岳生;王新图;;以沿海航天发射中心为例探讨电子产品防护的优化方案[A];第五届电子产品防护技术研讨会论文集(续)[C];2006年
2 ;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
3 王泷;刘刚;刘兆祥;孟庆宽;刘寅;杨飞;;拖拉机智能导航转向控制方法研究与应用[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 刘佳东;彭天好;朱刘英;胡佑兰;;基于AMESim与Simulink联合仿真的泵控马达复合调速系统控制[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
5 高丹丹;;基于模糊控制技术的挡渣控制系统[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
6 赵岳生;张志芬;首俊明;;航天发射场可靠性技术工程应用研究[A];第十一届全国可靠性物理学术讨论会论文集[C];2005年
7 王春艳;王孝红;吴姝芹;;水泥余热发电控制系统的设计及实现[A];水泥生产关键检测及控制技术研讨会论文集[C];2005年
8 李兰君;彭波;;多点温度无线检测与控制系统[A];中国自动化学会中南六省(区)2010年第28届年会·论文集[C];2010年
9 董慧;王红伟;王利华;;高精度温度标定仪[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 严晓兰;;基于Simulink的信号与系统仿真实验研究[A];第十九届电工理论学术年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱丽娜;大规模网络安全态势评估与防卫技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李华文;船舶交通管理系统经济社会影响评价研究[D];大连海事大学;2010年
3 何映思;模糊推理方法及模糊逻辑形式系统研究[D];西南大学;2011年
4 涂友超;典型伪码体制引信参数提取及干扰效果研究[D];南京理工大学;2010年
5 王世华;碟型涵道式无人机总体设计及飞行控制系统理论与仿真研究[D];复旦大学;2011年
6 全睿;车用燃料电池系统故障诊断与维护若干关键问题研究[D];武汉理工大学;2011年
7 李庆峰;自由活塞式内燃发电机的研究[D];上海交通大学;2011年
8 秦娜;原生污水的紊流特性及其热泵系统的研究[D];天津大学;2010年
9 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
10 郑磊;自动变速器的建模与仿真技术研究[D];吉林大学;2011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 岳光亮;基于液压制动行星调速软起动系统的研究设计[D];山东科技大学;2010年
4 李保勇;基于时序鉴别的井下低压供电网选择性漏电保护系统的研究[D];山东科技大学;2010年
5 郑洪波;虚拟倒立摆系统的控制研究[D];山东科技大学;2010年
6 苏鹏;带式输送机起动制动一体化自动控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
7 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
8 杨列坤;基于运动控制的虚拟样机技术的研究[D];山东科技大学;2010年
9 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
10 刘强;基于ARM9的机器人远程控制系统研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李宇成;朱兴;郑兴凯;阴亮;;基于LQR算法的三级倒立摆控制系统的仿真研究[J];北方工业大学学报;2006年03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 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
4 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
5 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
6 汪雪琴;朱群雄;;基于改进的表格查询法的二级倒立摆模糊控制[J];北京化工大学学报(自然科学版);2006年01期
7 陈卉,欧阳楷;BP网络与CMAC网络的仿真比较[J];北京生物医学工程;1997年02期
8 莫空;变论域自适应模糊控制理论与四级倒立摆实物系统简介[J];北京师范大学学报(自然科学版);2002年05期
9 袁威;陈勇;何国胜;;基于模糊控制二级倒立摆实验装置的二次开发[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2006年02期
10 王春民;安海忠;王丰贵;;基于VC和Simulink的电力电子仿真实验平台设计[J];吉林大学学报(信息科学版);2008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3条
1 庄开宇;变结构控制理论若干问题研究及其应用[D];浙江大学;2002年
2 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
3 林伟杰;永磁同步电机伺服系统控制策略的研究[D];浙江大学;2005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 姜辉;二级倒立摆控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 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
4 王佳;仿人智能控制算法研究[D];南京理工大学;2002年
5 黄苑虹;倒立摆系统的稳定控制研究[D];广东工业大学;2002年
6 陈进;模糊控制理论在单级倒立摆控制中的应用[D];合肥工业大学;2003年
7 王红霞;二级倒立摆的稳定控制[D];西北工业大学;2002年
8 刘日宝;全数字永磁交流伺服驱动系统的研究[D];南京航空航天大学;2004年
9 李爱国;变结构控制理论及其在二级倒立摆控制中的应用[D];大连海事大学;2004年
10 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
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 焦灵侠;任海波;郭敏;;二级倒立摆系统的模糊控制[J];电子设计工程;2012年16期
2 李伟;许家珆;;含群学习的免疫网络优化算法[J];计算机与现代化;2010年01期
3 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
4 王子涛;王家军;郭超;;基于TMS320LF2812的永磁同步交流伺服系统[J];机电工程;2012年09期
5 茹斐斐;张镭;汤乐;;基于SimMechanics的直线六级倒立摆LQR控制研究[J];河南大学学报(自然科学版);2012年06期
6 李成利;牟婷婷;;基于Lyapunov函数的倒立摆稳定控制[J];青岛科技大学学报(自然科学版);2011年05期
7 胡小莺;綦星光;;基于LQR控制的三级倒立摆系统稳定性分析[J];伺服控制;2010年06期
8 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
9 邵洪涛;秦亮曦;何莹;;带变异算子的非线性惯性权重PSO算法[J];计算机技术与发展;2012年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孟祥忠;两轮自平衡小车变结构控制器离散化研究与硬件结构改进[D];西安电子科技大学;2011年
2 王一帆;两轮自平衡小车平衡控制系统的品质研究[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 沈锡;基于粒子群优化算法的船舶航向PID控制[D];大连海事大学;2011年
5 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
6 胡小莺;直线倒立摆系统控制算法的研究[D];山东轻工业学院;2011年
7 胡益汀;基于Simulink/Stateflow的车身控制模块开发[D];上海交通大学;2011年
8 闫冬;硫酸串酸模糊控制系统的设计与开发[D];湖南工业大学;2011年
9 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
10 翟龙余;倒立摆的模糊控制研究[D];江南大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10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 魏秀琨;因子动态加权自调整FUZZY控制器及其应用[J];甘肃工业大学学报;1995年02期
3 李平,王树青,王骥程;预测控制研究的概况[J];化工自动化及仪表;1995年06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
5 李洪兴;模糊控制的插值机理[J];中国科学E辑:技术科学;1998年03期
6 李洪兴;变论域自适应模糊控制器[J];中国科学E辑:技术科学;1999年01期
7 王国俊;模糊推理的全蕴涵三I算法[J];中国科学E辑:技术科学;1999年01期
8 李洪兴;模糊逻辑系统与前向式神经网络等价[J];中国科学E辑:技术科学;2000年02期
9 李洪兴,苗志宏,王加银;非线性系统的变论域稳定自适应模糊控制[J];中国科学E辑:技术科学;2002年02期
10 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
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张立迎;王划一;;二级倒立摆稳定控制研究[J];控制工程;2009年S1期
2 刘春生;吴庆宪;邹新生;胡寿松;;量化因子对二级倒立摆模糊控制器性能的影响[J];模式识别与人工智能;2000年04期
3 李志鸿;嵇启春;张龙;冯仰敏;;二级倒立摆的参数自整定模糊-PI控制[J];西安科技大学学报;2007年04期
4 张志强;李战明;;模糊趋近律滑模变结构的二级倒立摆系统控制仿真[J];西华大学学报(自然科学版);2008年01期
5 董翠玲;周凤岐;;二级倒立摆的模糊控制[J];机床与液压;2006年04期
6 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
7 曲慧杨,王清,马广富;一种基于遗传算法的神经网络控制方法[J];自动化技术与应用;2003年09期
8 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
9 邵玉芹,王立华;二级倒立摆在受控情况下的运动稳态分析[J];控制工程;2005年S1期
10 秦毅;王生铁;张计科;;基于T-S模型二级倒立摆的逐级模糊控制[J];工业控制计算机;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘鸿雁;黄玉美;史文浩;;利用模糊规则调整的滑模变结构控制方法[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
2 高原;丁振华;;基于模糊控制器的异步电动机直接转矩控制[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年
3 齐向东;吴聚华;;一类新型的模糊控制器[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集(上册)[C];1995年
4 郑浩;罗抟翼;;用模拟退火法和遗传算法对模糊控制器隶属度参数的优化[A];1999年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1999年
5 韩安荣;韩默;边春元;赵苏;;开关磁阻电机的模糊控制系统[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
6 滕炯华;王磊;;模糊控制器稳态精度改善方法研究[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年
7 李大芃;孟濬;诸静;王守臣;;基于DYL电路的Fuzzy-PID控制器的硬件实现[A];1998年中国控制会议论文集[C];1998年
8 罗云林;金海明;阎笑虹;;油开关液压系统模糊控制器研究[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
9 罗元丰;曹光宇;赵万生;;电火花加工用模糊控制器的设计与应用[A];陕西省机械工程学会电加工分会第七届学术年会论文集[C];2000年
10 罗元丰;;用复合型模糊控制器解决电解加工中的锥度问题[A];陕西省机械工程学会电加工分会第七届学术年会论文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 中南大学无机非金属材料研究所 王海东 吴建华;水泥回转窑模糊控制器骨架系统开发[N];中国建材报;2006年
2 郭涛;降低系统控制复杂程度[N];中国计算机报;2002年
3 黄立新;建立有效信息系统控制信贷风险[N];中国证券报;2000年
4 张正华;在自律和系统控制结合上下工夫[N];金融时报;2007年
5 邹本堃;电脑病毒向驱动级演变[N];中国消费者报;2008年
6 四川 贺学金;ES4318F 系统控制电路原理与维修(下)[N];电子报;2005年
7 本报记者 黄轩;杀杀杀 空调企业大火并 惨惨惨 配套伙伴也挂彩[N];厂长经理日报;2002年
8 李晓慧 小舟;系统控制小规模企业审计风险[N];中国财经报;2003年
9 严伟明;宝钢成套RH精炼装置首次走出国门[N];中国工业报;2007年
10 童国庆;系统控制和数据获取技术在美国哥伦比亚灌区的应用[N];中国水利报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄卫华;基于解析结构的模糊控制系统设计及稳定性分析[D];武汉科技大学;2010年
2 李庆春;新型PID模糊控制器的结构分析及应用研究[D];中南大学;2010年
3 洪跃;液体粘性调速离合器工作机理研究与模糊控制器试制[D];上海大学;2005年
4 龙祖强;变论域模糊控制器的若干重要问题研究[D];中南大学;2011年
5 李东;永磁同步电机的混沌控制方法研究[D];重庆大学;2008年
6 周长义;三轴飞行仿真转台控制系统设计与控制算法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
7 王宏;用于仿生推进的SMA驱动器研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
8 杜江;三相感应电动机软起动及节能运行技术的研究[D];河北工业大学;2007年
9 王瑞明;交流伺服驱动系统新型控制策略研究[D];浙江大学;2005年
10 邹恩;混沌优化技术及其在模糊控制系统中的应用研究[D];中南大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 张晶;基于MA优化的二级倒立摆系统LQR控制器设计[D];山西大学;2012年
3 李红文;二级倒立摆自抗扰控制算法的研究与应用[D];哈尔滨理工大学;2009年
4 张志强;基于模糊滑模变结构的倒立摆控制方法研究[D];兰州理工大学;2008年
5 陈学军;基于TS模糊模型的二级倒立摆系统仿真研究[D];合肥工业大学;2005年
6 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
7 陈泽望;二级倒立摆系统的模糊控制研究[D];东北大学;2008年
8 赵美丽;二级倒立摆系统的稳定控制[D];内蒙古工业大学;2009年
9 王建双;基于小波神经网络控制器设计与研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
10 朱明辉;基于SIMULINK的倒立摆系统拟人智能控制的研究及实时控制的实现[D];武汉科技大学;2006年
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