模糊控制倒立摆毕业论文

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1、集美大学诚毅学院毕业设计：基于Matlab的倒立摆仿真与控制基于Matlab的倒立摆仿真与控制集美大学诚毅学院信息工程系自动化专业学号2010926062谢佳茜摘要:本文主要介绍了倒立摆系统的基本结构，然后通过利用运动学及力学相关知识对倒立摆系统进行了分析、建模，得出了倒立摆系统的数学模型，并在线性化后得到倒立摆系统的传递函数并分析了系统的性能。接着对系统进行了控制器结构设计和参数设计。设计出以摆角偏差e和偏差的变化率ec为模糊控制器的输入的二维模糊控制器，以Matlab/Simulink为平台，搭建了倒立摆系统的模糊控制仿真模型，进行了数字仿真和半物理仿真。仿真

2、结果表明该控制器可达到良好的控制效果。关键词：直线一级倒立摆、建模、模糊控制、Simulink。集美大学诚毅学院毕业设计：基于Matlab的倒立摆仿真与控制SimulationandControlofTheInvertedPendulumBasedonMatlabXieJiaxi2010926062,AutomationMajor,Dept.ofInformationEngineering,ChengyiCollegeofJimeiUniversityAbstract:Thispapermainlyintroducesthebasemechanismofinver

3、tedpendulumsystem,andthenusetheNewtonianmechanicsareanalyzed,theinvertedpendulumsystemmodeling,mathematicalmodelofthesingleinvertedpendulumsystem,andthelinearmathematicalmodelisatransferfunctionofinvertedpendulumsystem.Then,usingthefuzzycontroldesignmethodofstructuraldesignandparamete

4、rsofthecontrollerdesign.DesignedafuzzycontrollertoMatlab/Simulinkasaplatform,setuptheinvertedpendulumfuzzycontrolsystemsimulationmodel,simulationresultsshowthatthecontrollercanachievegoodcontrolofthesystem.Keywords:Linearlevelinvertedpendulum,,Modeling,Fuzzycontrol,Simulink目录目录引言1一、绪论

5、21.1、倒立摆系统研究的意义21.2、倒立摆的控制算法21.3、本论文的主要工作3二、倒立摆系统建模42.1、一级倒立摆的基本结构42.2、一级倒立摆数学模型的建立52.3、倒立摆系统分析8三、模糊控制器的设计103.1、模糊控制器的基本结构和组成103.2、一级倒立摆的模糊控制器的设计11四、系统的仿真及调试154.1、MATLAB简介154.2、SIMULINK及其模糊逻辑工具箱154.3、数字仿真154.4、一级直线倒立摆半实物仿真16结论19致谢20参考文献21引言引言倒立摆系统是研究控制理论的一种典型实验装置，具有成本低廉，结构简单，物理参数和结构易于

6、调整的优点，是一个具有高阶次、不稳定、多变量、非线性和强藕合特性的不稳定系统。在控制过程中，它能有效地反映诸如可镇定性、鲁棒性、随动性以及跟踪等许多控制中的关键问题，是检验各种控制理论的理想模型。迄今人们已经利用经典控制理论、现代控制理论以及各种智能控制理论实现了多种倒立摆系统的控制稳定。倒立摆主要有：有悬挂式倒立摆、平行倒立摆、环形倒立摆、平面倒立摆；倒立摆的级数有一级、二级、三级、四级乃至多级；倒立摆的运动轨道可以是水平的，也可以是倾斜的：倒立摆系统己成为控制领域中不可或缺的研究设备和验证各种控制策略有效性的实验平台。同时倒立摆研究也具有重要的工程背景：如机器

7、人的站立与行走类似双倒立摆系统；火箭等飞行器的飞行过程中，其姿态的调整类似于倒立摆的平衡等等。因此对倒立摆控制机理的研究具有重要的理论和实践意义。倒立摆系统作为控制理论研究中的一种比较理想的实验手段，为自动控制理论的教学、实验和科研构建一个良好的实验平台，以用来检验某种控制理论或方法的典型方案，促进了控制系统新理论、新思想的发展。[4]21第1章绪论一、绪论1.1倒立摆系统研究的意义倒立摆是机器人技术、控制理论、计算机控制等多个领域、多种技术的有机结合，其被控系统本身又是一个绝对不稳定、高阶次、多变量、强耦合的非线性系统，可以作为一个典型的控制对象对其进行研究。最

8、初研究开始