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倒立摆虚拟样机及控制系统的研究

孟巧荣  
【摘要】:倒立摆系统是一个典型的机电一体化系统。倒立摆属于高阶、非线性不稳定系统,是检验各种控制方法的有效的实验装置。因此长期以来是控制理论及其应用领域里引起人们关注的问题。 本文分析了倒立摆系统的研究发展过程和现状,设计了倒立摆系统结构,推导了各部分的数学模型,在ADAMS环境下建立了倒立摆机械部分的虚拟样机,分别设计了状态反馈、模糊控制、Sugeno模糊控制、模糊自适应控制算法。在MATLAB及ADAMS环境中进行了交互式仿真,通过仿真,比较了各种算法的控制效果,分析了机械结构——摆杆的长度、摆的质量、小车的质量对系统的动态特性的影响。 本仿真实验可以作为本科、研究生控制理论的教学实验,又可为倒立摆系统设计提供参考。


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