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《国防科学技术大学》 2007年
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基于遗传算法的倒立摆控制及其网络实验系统设计

柳志远  
【摘要】: 倒立摆是一个非线性、多变量、强藕合、不稳定的机电系统。作为一种被广泛采用的控制对象,倒立摆系统即可以检验许多控制方法的有效性,也可以将控制理论的许多抽象概念如控制系统的稳定性、可控性和收敛速度等直观地表现出来。因而它在控制理论的方法及实验研究中具有很重要的作用。 本文以XZ-Ⅱ型旋转式倒立摆为研究对象,在分析了旋转式倒立摆结构的基础上,建立了旋转式倒立摆的数学模型,并将遗传算法引入到旋转式倒立摆的PID控制算法研究中,利用改进的遗传算法分别对旋转式倒立摆的单回路PID和双回路PID控制器参数进行寻优。仿真结果表明该方法具有较好的控制效果。并在此研究的基础上进一步实现了旋转式倒立摆实物系统的基于遗传算法的PID控制。 另一方面,从构建网络自动控制实验的需要出发,完成了基于C/S结构的旋转式倒立摆网络教学实验系统的研究与设计。该系统由旋转式倒立摆、网络服务器、应用程序服务器、数据库服务器、图像服务器、远程客户端等部分组成。用户可在所设计的支持多用户的管理机制下,通过远程客户端访问倒立摆实验系统,并以远程设置控制参数—本地实时控制—远程传送试验数据的实验方式完成相关实验。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP13

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 江晨;旋转式倒立摆的控制算法研究及实验系统设计[D];苏州大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张福波,王国栋,张殿华,刘相华;PID控制器参数的ITAE最佳设定公式[J];东北大学学报;2005年08期
2 郭钊侠,方建安,苗清影;倒立摆系统及其智能控制研究[J];东华大学学报(自然科学版);2003年02期
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 尹文彬;许腾;侯博;盖世昌;;基于遗传算法的舰艇编队火力分配问题研究[J];兵工自动化;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵亮;李书;鲁大伟;;MLPG混合配点法在形状优化中的应用研究[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
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6 张朝晖;;工程建设场地布置的遗传算法模型实用研究[A];土木建筑学术文库(第13卷)[C];2010年
7 马敏阳;秦秀波;姜小盼;王宝义;吴伟明;;基于遗传算法的正电子湮没寿命谱拟合[A];第十届全国正电子湮没谱学会议论文集[C];2009年
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10 曾成;赵锡均;;基于量子遗传算法的PID参数优化研究[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王龙金;零/低航速减摇鳍升力模型及系统控制策略研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 刘营;雷达图像编码器的并行处理研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 许爱德;开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
5 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
6 曾智刚;波浪运动升沉补偿液压平台关键问题试验研究[D];华南理工大学;2010年
7 刘思华;电网故障诊断方法的研究[D];山东大学;2010年
8 高斌;区域水资源优化配置及供水系统规划研究[D];天津大学;2009年
9 刘伟;智能CAPP系统中工艺路线和切削参数的决策研究[D];天津大学;2010年
10 王文利;大射电望远望悬索式馈源支撑系统的运动规划、动态检测与控制[D];西安电子科技大学;2001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 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
3 张可平;CO_2焊逆变电源的自适应模糊控制系统研究[D];南昌航空大学;2010年
4 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
5 纪二云;基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究[D];山东科技大学;2010年
6 郑洪波;虚拟倒立摆系统的控制研究[D];山东科技大学;2010年
7 魏光宇;二维转台控制系统[D];长春理工大学;2010年
8 刘健洪;基于ARM和CAN总线的染色机温度控制系统研究[D];浙江理工大学;2010年
9 吕勇松;基于补偿的模糊神经网络电阻炉控制系统设计与实现[D];浙江理工大学;2010年
10 张波;基于嵌入式水质综合生物毒性在线自动分析仪控制器关键技术的研究[D];浙江理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王洪伟;可拓学的进展及应用研究[J];广东工业大学学报;1998年S1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
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5 谭民;疏松桂;;递归联想记忆及在故障诊断中的应用[J];自动化学报;1991年04期
6 程福雁,钟国民,李友善;倒置系统的发展及前景[J];无线电工程;1994年02期
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10 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5条
1 黄辉;基于可拓控制的仿真研究[D];南京理工大学;2003年
2 张建海;单片机控制的二级倒立摆系统的研究[D];河北工业大学;2005年
3 张小明;旋转倒立摆系统控制方法的研究[D];天津大学;2005年
4 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
5 王俊;基于倒立摆的三种控制策略的研究[D];湖北工业大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张欣;;单级旋转倒立摆的二次型最优控制研究[J];电脑开发与应用;2011年12期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 焦力兴;韦根原;刘志宾;;基于遗传算法对PID参数寻优的设计研究与仿真[A];2008全国第十三届自动化应用技术学术交流会论文集[C];2008年
4 柴毅;凌睿;;基于参数优化与GRNN逼近的非线性PID控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 王小方;吴敏;欧阳丽玉;唐青松;;一种GA-PID算法及其在DC-DC转换器中的应用[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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8 李强;张茂青;孙长岭;李子曦;;基于遗传算法的模糊神经网络PID控制器研究[A];江苏省系统工程学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
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10 谷峰;柔性作业车间调度中的优化算法研究[D];中国科学技术大学;2006年
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3 马育苗;GA-BP神经网络在主汽温控制系统中的应用[D];华北电力大学(河北);2008年
4 宫玉鹏;基于人工神经网络的柴油机转速控制[D];辽宁工学院;2007年
5 焦力兴;基于遗传算法进行PID参数寻优的热工系统的应用研究[D];华北电力大学(河北);2009年
6 王子杰;循环流化床锅炉特性分析及其控制器参数优化[D];华北电力大学(河北);2005年
7 邹明江;烘干生产过程自动控制系统的设计与实现[D];华中科技大学;2005年
8 罗春松;改进的粒子群算法及其在控制器参数整定中的应用[D];湖南大学;2009年
9 丁杭成;船舶航向智能PID控制算法研究[D];大连海事大学;2010年
10 朱奉梅;遗传算法在高校排课系统中的研究与应用[D];东北大学;2009年
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