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1、摘要以球杆系统作为主体,系统中的小球作为被控对象,设计一个模糊控制器,控制小球在装置导轨上的运行状态,分析小球在导轨上的运行状态,以此来反映模糊控制器的控制性能。设计首先对球杆系统组成结构及其基本原理进行分析之后,建立一个相对简化后的球杆系统模型;运用相关的模糊控制原理,建立球杆系统模糊控制规则,再对球杆系统进行模糊控制器设计。并在MATLAB仿真环境下建立控制器的仿真模型,对球杆系统进行仿真,测试模糊控制器的控制性能。针对球杆系统自身存在的不稳定特性,在进行仿真时加入闭环反馈控制环节,这样不但可以提高系统的稳定性,还可以提高控
2、制的精度,相较于其他一般控制,它更具有独特优势,更符合人类思维。球杆系统作为如今研究控制理论的经典案例,与模糊控制融合之后,能更好地表现模糊控制在自动控制方面的优良特性。关键词:球杆系统;模糊控制;MATLAB建模ABSTRACTIntheballandbeamsystemasthemainbody,theballasacontrolledobject,designafuzzycontroller,tocontroltheballintheguideraildevicerunningstatus.Analysistheballm
3、ovementontheguiderail,inordertoreflectthefuzzycontrollerperformance.First,thedesignanalysisthecompositionstructureandthebasicprincipleoftheballandbeamsystem,thenestablisharelativelysimplifiedoftheballandbeamsystemmodel;usingtheprincipleoffuzzycontrol,toestablishfuzzy
4、controlrulesoftheballandbeamsystem,designafuzzycontrollertotheballandbeamsystem.AndintheMATLABsimulationenvironment,establishthesimulationmodelofthecontroller,simulatetheclubsystemandtestthecontrolperformanceofthefuzzycontroller.Fortheballandbeamsystemownexistencethe
5、instabilitycharacteristics,inthesimulationbyaddingclosedloopfeedbackcontrollink,whichcannotonlyimprovethesystemstability,butalsocanimprovethecontrolaccuracy,comparedwithothergeneralcontrol,itismoreuniqueadvantages,moreinlinewithhumanthinking.Clubsystemasaclassiccasei
6、nstudycontroltheory,andafterfusionwithfuzzycontrol,canperformancetheexcellentcharacteristicsoffuzzycontrolintheautomaticcontrol.Keywords:theballandbeamsystem;fuzzycontrol;MATLABmodeling目录1绪论………………………………………………………………………………11.1课题背景和研究意义……………………………………………………11.1.1课题背景…………
7、………………………………………………11.1.2课题的研究意义…………………………………………………11.2模糊控制的发展及研究状况……………………………………………21.2.1模糊控制论的产生与发展………………………………………21.2.2模糊控制论的研究和现状………………………………………32球杆系统建模及仿真……………………………………………………………52.1球杆系统介绍……………………………………………………………52.1.1系统简述…………………………………………………………52.1.2系统组成……………………………
8、……………………………52.2球杆系统建模……………………………………………………………62.2.1球杆系统数学模型建立…………………………………………62.3MATLAB建模………………………………………………………………72.3.1MATLAB软件介绍………