倒立摆系统的模糊智能控制研究

【摘要】：倒立摆系统是一个典型快速、多变量、非线性、不稳定的高阶系统,研究其控制理论和方法对处理一般工业过程有着广泛的现实意义。 本文首先用牛顿力学及分析力学法详细推导了二级倒立摆的数学模型;对倒立摆系统进行了动态仿真;对实验装置的原程序进行了移植优化。 其次采用表格查询法,引入输入—输出数据对及模糊规则置信度的概念,去除冗余规则,减少了控制规则,使控制器的控制规则更为简单、有效。采用分离法,引入SIRMS及动态重要度的概念,每个输入项对系统的影响都可以直接得到控制,而且输入项的优先权可以得到明显的区分;模糊规则数可以明显的减少并且模糊规则的设定也变得简单。通过对表格查询法和分离法进行大量实物控制实验,结果表明表格查询法能比较快的稳定。 实验结果表明:智能控制策略不仅能满足非线性系统的控制要求,而且能明显改善控制指标,整个系统具有更好的动态特性。