模糊控制在平面二级倒立摆系统中的应用研究

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1、模糊控制在平面二级倒立摆系统中的应用研究合肥工业大学硕士学位论文模糊控制在平面二级倒立摆系统中的应用研究姓名：于敏华申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：葛锁良20100301模糊控制在平面二级倒立摆系统中的应用研究摘要倒立摆是控制理论应用的一个典型研究对象，该系统的控制方法可以反应控制算法的稳定性、鲁棒性等关键问题，对军工、航天、机器人及一般工业过程控制有着重要的理论指导意义。由于平面二级倒立摆机械结构及其控制的复杂性，给该系统的工程实现带来一定难度，目前研究成果较少。本文以固高公司的GPIP200

2、2型平面二级倒立摆为研究对象，介绍了一种平面二级倒立摆的控制方法。首先通过对平面二级倒立摆的动力学分析，借助拉格朗日方程得到其非线性数学模型，并对该模型进行线性化；考虑到模糊控制系统具有较强的抗干扰能力和鲁棒性，本文基于模糊控制理论设计了平面二级倒立摆控制器，采用具有综合误差和综合误差变化率的复合函数，减少了输入维数和模糊规则数目，有效地解决“模糊规则爆炸’’问题：针对模糊控制器的输入和输出分别采用量化因子和比例因子，并对这些参数和反馈矩阵参数进行优化和调整；使用Simulink工具箱建立该模糊控制器，并分别对模糊

3、控制算法和LQR算法作仿真试验，然后使用这两种控制方法对平面二级倒立摆进行了实物试验；最后通过对多组试验结果进行比较和分析，结论证明：该模糊控制算法与LQR算法相比具有易于实现、响应速度快、鲁棒性强等优点。关键词：平面二级倒立摆；模糊控制；复合函数；参数寻优ofControlResearchandFuzzyApplicationInvertedPenduluminPlanarDoubleABSTRACTaofcontrolalgorithms’Astheoryapplication，controltypicalex

4、amplebereflectedtheandotherissuescanbystabilization，nonlinear，robustnesskeyresultsisthetheoreticalcontrolmethodofinvertedimportantpendulum．Theseandindustrialtotheoreticaldirectiongeneralprocess．military，aerospace，roboticsmethodmechanicalstructureandcontroldoub

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6、delisinvertedinthisdescribedplanependulum’Sdynamicpaper．Firstly，themodelisestablishedbasedonmathematicalLagrange’Sequation．Theanalyzed，thecontrolleristheisestablishedthen．Thelinearizedsystemdesignedbyequationandrobustness．controlhasabilitystrongtheory，whichgoo

7、danti-jammingfuzzyerrorisincludeserrorandrateoffunctionwhichcompositeCompositecompositerulesandresolvedimensionandthenumberoftoreducethefuzzyadoptedinputfactorareusedinrulefactorandscaletheof”fuzzyexplosion”．Quantifyproblemmethodisusedtoandandofthecontroller，t

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