收藏本站
《哈尔滨理工大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于模糊神经网络的倒立摆系统控制研究

王玉琢  
【摘要】: 倒立摆系统由于其具有参数易于调整、成本低廉、结构简单等特点,因而成为一种研究控制理论的典型的实验装置。倒立摆系统是一个高阶次、不稳定、多变量、非线性、强耦合的动态系统,在对其控制过程中可以有效反映出如鲁棒性问题和非线性问题等控制中的许多关键问题。因而多年来控制学界非常重视对倒立摆系统的研究,其研究过程具有重要的理论价值和实际意义。 针对倒立摆系统的模糊神经网络控制这一理论课题,本文主要研究的内容如下: 1.对固高公司生产的一级、二级倒立摆系统分别应用牛顿力学方法和拉格朗日方法进行数学建模,并分别对一级和二级倒立摆系统的能观性、能控性及稳定性进行分析。 2.将模糊控制与神经网络控制技术相融合,通过神经网络的自学习能力来训练和调整模糊控制器的隶属度函数,设计一级和二级倒立摆模糊神经网络控制器。 3.在设计二级倒立摆模糊神经网络控制器的过程中,研究矩阵Q、R的寻优问题,通过遗传算法搜索到最优矩阵,并将其用于系统的仿真与实际控制之中;通过设计融合函数,使二级倒立摆输入变量降维,并通过反复调整控制器的量化因子和比例因子来达到二级倒立摆控制的理想指标。 4.在Simulink环境下完成倒立摆系统的计算机仿真后,采用基于MATLAB软件的控制界面,将上述设计的模糊神经网络控制器在一级、二级倒立摆实际系统中进行实验,验证控制器的有效性,并对实验结果进行分析。
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP13

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 过润秋;洪旭;苏旺旺;;基于模糊控制理论的二级倒立摆控制算法[J];西安电子科技大学学报;2006年01期
2 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
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 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
2 高磊;基于多级倒立摆的智能控制方法研究[D];哈尔滨理工大学;2007年
3 刘春涛;倒立摆系统的鲁棒控制研究[D];哈尔滨理工大学;2007年
4 秦毅;二级倒立摆系统的模糊控制策略研究[D];内蒙古工业大学;2007年
5 周端;倒立摆系统控制方法研究[D];华中科技大学;2007年
6 张志坤;基于模糊神经网络的倒立摆控制技术研究[D];扬州大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐艺萍;邓辉文;徐永刚;;一种改进的模糊C—均值聚类算法[J];徐州工程学院学报;2008年04期
2 王巍;田珂;;RC扰动下Hopfield神经网络稳定性分析[J];平顶山学院学报;2010年02期
3 粱芝兰;ANN技术在水泵设计中的应用[J];排灌机械;1994年04期
4 谭延良,郭怡倩;一种新型模糊PID控制的变频恒压供水系统[J];排灌机械;2001年05期
5 李莉;基于混合遗传算法的钻孔最佳走刀路线的求解[J];排灌机械;2001年06期
6 唐平,李金伴,张荣标;基于遗传算法的泵汽蚀试验数据拟合[J];排灌机械;2002年01期
7 闫永强,梁武科;遗传算法在离心泵叶片优化设计中的应用[J];排灌机械;2004年02期
8 靳兆荣,徐敏杰,魏学良,盛翊智;基于模糊决策的自动节水喷灌控制器的设计[J];排灌机械;2004年05期
9 张轲;潘和平;;基于神经网络的中国认股权证实证研究[J];管理学家(学术版);2009年03期
10 任恒妮;;浅谈模糊理论的广泛应用[J];品牌(理论月刊);2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 齐继阳;竺长安;曾议;;基于遗传禁忌混合搜索算法的设备布局研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 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
3 冯羽;马凤山;魏爱华;赵海军;郭捷;;灰色系统与神经网络组合模型在地下水水位预测中的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
4 丁婷;崔红涛;;遗传算法在智能天线扇区波束赋形及阵元失效补偿中的应用[A];经济策论(上)[C];2011年
5 王雷;朱熀秋;陈艳;;二自由度交流磁轴承参数自整定模糊PID控制器研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 高谦;王秀红;魏新江;;一般模糊系统作为函数逼近器的设计方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 郑效光;庄严;王伟;;基于导航评价函数的非完整轮式移动机器人路径规划[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 程远林;李茂军;;基于小生境遗传算法的配电网电容器优化配置[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 姜明辉;袁绪川;;基于GA优化的个人信用评估SVM模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯小冬;基于模糊PID控制的呼吸机压力控制研究[D];南京医科大学;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 杨传宽;深基坑变形监控与信息化施工研究[D];河南理工大学;2010年
4 简金辉;超声辅助硬态切削切屑形态与表面加工质量的试验研究[D];河南理工大学;2010年
5 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
6 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
7 廖家平;基于光电传感器的智能焊缝跟踪系统的研究[D];南昌航空大学;2010年
8 朱志斌;基于金属材料的扰动磁场检测技术研究[D];南昌航空大学;2010年
9 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
10 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 阮晓钢;刘江;狄海江;李欣源;赵建伟;;两轮自平衡机器人系统设计、建模及LQ控制[J];现代电子技术;2008年18期
2 彭学锋;鲁兴举;吕鸣;;基于SimMechanics的两轮机器人建模与仿真[J];系统仿真学报;2010年11期
3 杨世勇;刘殿通;谭翚;;倒立摆与控制理论研究[J];自动化技术与应用;2011年05期
4 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
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 周天;基于嵌入式系统的轮式机器人自主导航技术的研究与实现[D];西安电子科技大学;2011年
2 肖乐;两轮自平衡机器人建模及智能控制研究[D];哈尔滨理工大学;2011年
3 李作庆;两轮自平衡机器人控制系统研究与设计[D];哈尔滨工业大学;2009年
4 孙建勤;两轮自平衡小车大范围镇定方法研究[D];西安电子科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王佳斌,康赐荣;MATLAB中神经网络工具包的应用[J];泉州师范学院学报;2001年02期
2 郭晓玉;高军伟;齐继红;杨建军;;基于能量的倒立摆系统摆起控制的研究[J];信息技术与信息化;2008年04期
3 刘淑焕;;磁悬浮转子系统的鲁棒控制设计与仿真[J];伺服控制;2006年04期
4 孟巧荣,廉自生;倒立摆控制系统的建模与仿真[J];机械工程与自动化;2004年02期
5 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
6 唐晓琪,谢克明;模糊神经网络控制倒立摆系统[J];太原理工大学学报;2003年01期
7 廉自生,孟巧荣;倒立摆的Reinforcement Learning模糊自适应控制[J];太原理工大学学报;2005年04期
8 王攀,徐承志,Fan Zhun,冯珊,徐华中;多级倒立摆的进化线性控制策略及仿真研究[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2003年03期
9 马志涛;侯涛;张红兵;董海鹰;;倒立摆系统的T-S模糊控制研究[J];微计算机信息;2006年28期
10 程福雁,钟国民,李友善;参变量模糊控制绝对不稳定系统[J];无线电工程;1994年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 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
2 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
3 孙晓敏;二级倒立摆的加权变量变论域模糊控制[D];内蒙古工业大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 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
4 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
5 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
6 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
7 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
8 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
9 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
10 郭维;;一阶倒立摆控制器的设计[J];内蒙古科技与经济;2010年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 崔桂梅;洪晓英;秦力舒;王建良;;状态变量合成的三级倒立摆的模糊神经网络控制[A];全国冶金企业计控网络化研讨会论文集[C];2003年
2 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
3 李仁发;乜崇义;;一种用模糊神经网络建立模糊模型的新方法[A];1996年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1996年
4 邢杰;萧德云;;FALCON模糊神经网络及其在铝电解槽阳极效应预报中的应用[A];冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
5 席东民;胡琳静;;模糊神经网络在单元机组协调控制中的应用[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年
6 孙增圻;;模糊神经网络及其在系统建模与控制中的应用[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1998年
7 徐洪钟;吴中如;;模糊神经网络模型在大坝安全监测中的应用[A];中国水力发电工程学会大坝安全监测专业委员会年会暨学术交流会论文集[C];2000年
8 刘靖;刘念;王海田;党晓强;;基于模糊神经网络的同步发电机转子匝间短路预测[A];四川省电工技术学会电机、电测专业委员会2002年学术年会论文集[C];2002年
9 谭思云;李志明;;基于模糊神经网络的水泥回转窑分解炉温度控制[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
10 陈寿平;蒋旭平;;模糊神经网络技术在运动控制运用中的研究[A];全国第16届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 元城;肺癌诊断技术取得新突破[N];中国高新技术产业导报;2001年
2 何进喜;肺癌诊断研究填补国内空白[N];中国医药报;2002年
3 何进喜;肺癌早期诊断又添新手段[N];医药经济报;2001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 何海;混合动力汽车控制系统设计与仿真[D];华中科技大学;2005年
3 王勇献;蛋白质二级结构预测的模型与方法研究[D];国防科学技术大学;2004年
4 吴建发;优选压裂井方法研究[D];西南石油学院;2005年
5 邓胜祥;石灰炉在线仿真技术与炉况诊断及复杂系统智能控制研究[D];中南大学;2004年
6 隗海林;LPG/汽油两用燃料发动机燃料转换过程控制策略研究[D];吉林大学;2007年
7 王瑞敏;基于神经网络辨识模型的质子交换膜燃料电池系统建模与控制研究[D];上海交通大学;2008年
8 冯秀芳;无线传感器网络数据融合技术的研究及在机械故障诊断中的应用[D];太原理工大学;2009年
9 任芳;基于多传感器数据融合技术的煤岩界面识别的理论与方法研究[D];太原理工大学;2003年
10 朱燕飞;锌钡白回转窑煅烧过程智能建模研究[D];华南理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
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 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 管凤旭;倒立摆系统的可拓控制策略及实验研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
7 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
8 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
9 王瑞霞;基于强化学习的倒立摆控制[D];北京工业大学;2005年
10 苏海燕;倒立摆系统的智能控制研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026