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

《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》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、武汉科技大学硕士学位论文第1页摘要倒立摆系统是一种典型的复杂难控系统，倒立摆的研究可归结为对非线性多变量、绝对不稳定系统的研究。采用智能控制方法对倒立摆的稳定控制的研究已取得了不少成就，但对具有大范围非线性且存在强烈车摆耦合的小车一倒立摆系统的摆起倒立控制的研究，并在MATLAB的Simulink环境下实现实时控制的还很少。本文具体工作包括：首先阐述了倒立摆系统控制研究的发展过程和控制现状，介绍了倒立摆系统的结构和数学模型，并详细推导验证了一级倒立摆和二级倒立摆的数学模型，分析了不同的建模的方法。其

2、次本论文以单电机驱动下在受限轨道上运动的小车一单摆系统作为控制对象，以拟人智能控制理论为基础，对其进行控制算法研究以及实时控制系统进行了设计开发，并以MATLAB语言及其SIMUL蹦K工具为基础，做了大量的仿真研究工作。再次应用遗传算法对倒立摆控制系统参数进行寻优，得到了满意的结果。最后在MATLAB的Simulilll(环境下搭建了实时控制系统，以较简单的控制模式成功地实现了小车一单摆的摆起倒立控制，最终实现了倒立摆系统的自动起摆和稳定控制，达到了预期的效果．。研究结果表明：在对象模型未知的情况下

3、，在MATLAB的Simulink环境下采用拟人智能控制方法，能有效地解决小车一倒立摆这类复杂被控对象的控制问题。关键词：小车一单摆系统，摆起倒立控制，仿人智能控制，Simulilll(，实时控制系统第1I页武汉科技大学硕士学位论文AbstraetInvertedpendulumsystem(IPS)isatypeoftypicalcomplexhard—controlsystem．，Theresearchonitcanberepresentativeofthatonanonlinear,multi

4、variabIe．absoluteunstablesystem．NowtherearemanyachievementsconcerningaboutthestabilizingcontrolofIPSattheuprightpositionwithintelligentcontrollingmethod．Butfewaboutswing—upandstabilizingcontrolofthecart-pendulumsystembyusingSimulinkofMATLAB．whichtherei

5、sstrongnonlinearonitandpowerfulcouplingbetweencartandpendulum．Theproblemstoberesolvedinthisdissertationarethat，Atierconciselyintroducingthedevelopmentandcurrentsituationofinvertedpendulumsystemresearch，themechanismandmathematicalmodelofinvertedpendulum

6、arepresented．Mathematicalmodeloftheonelevelinvertedpendulumandtwolevelinvertedpendulumisparticularlyeducedinthispaper,analyzinganymethodsofcreatingmathematicalmodelofinvertedpendulumsystem．Tllispaperalsodealswithswing—upandstabilizingcontrolofthecart-p

7、endulumsystem，whichmovingonstrictedtrackanddrivingbysinglemotor．ManysimulationresearchesonthecontrolofinvertedpendulumhavebeenusingMATLABandSIMULINKundertheguidanceofhumanSimulatingIntelligentControlrHSIC)theory,westudycontrolalgorithmsanddesignthereal

8、-timecontrolsystem．AndforfindingthebestparametersweuseGAtheory,reachedtheanticipatedintention．Wealsodevelopthereal-timecontrolsystembyusingSimulinkofMATLAB．Thereal-timeintelligentcontrolsystem，whichisdesignedbasedonourstudies，successful