模糊控制理论在单级倒立摆控制中的应用

《模糊控制理论在单级倒立摆控制中的应用》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、模糊控制理论在单级倒立摆控制中的应用摘要倒立摆系统作为典型的快速、多变量、非线性、绝对不稳定系统，一直是控制理论与应用的热点问题，因为它不但是验证现代控制理论方法的典型实验装置，而且其控制方法和思路对处理一般工业过程亦有广泛的用途。随着被控对象的日趋复杂，对控制性能的要求不断提高，传统控制理论对解决复杂系统效果不好。本论文将人工智能中的模糊控制引入控制系统，以提高控制要求，改善控制精度。通过仿真实验表明这种控制思路是可行的，其效果良好。、/甲/~2关键词:倒立摆模糊控制模糊推理系统仿真丈FuzzyControlTheoryAppliedinaSingleInverted

2、PendulumAbstractInvertedpendulumsystemisatypicallyrapid,mult〔一variable,nonlinear,absolutelyinstabilitysystem，anditisthefavoriteprobleminthecontroltheoryandapplication.Becauseitisatypicalexperimentdevicetotestthemoderncontroltheory，andalsoit'scontroltechn工queandideaisusefultoaverageindust

3、rialprocess.AsthecontrolledobjectsbecomemoreandmorecomplexandtherequirementofcontrolperformanceismoreandmorehighertraditionalcontroltheoryisinefficiencyThepaperintroducesfuzzycontroltheoryofintelligentcontroltothecontrolsvstem，itcanimprovetherequiredparameterandprecision.Simulationsshowt

4、hattheaboveschemesarevalid.Keywords:InvertedPendulum，FuzzyControl,FIS，Simulation致谢i以此文献给我的导师陈梅副教授。感谢陈老师在我的三年硕士阶段给予我的精心指导，同时感谢陈老师在本论文撰写的整个过程中给予的悉心指导和帮助，在此表示谢意。光阴似箭，硕士阶段的学习生活即将结束。回顾这三年的时光，让我最难忘的是陈老师rv谨求实的治学风格以及她正直、谦虚、平和的为人，还有她的勤奋、刻苦钻研的精神让我深深感动。无论是在学术上还是在为人上，陈老师都是我学习的楷模，并使我终身受益匪浅。陈老师除了在学业上给

5、予我莫大的帮助和指导外，在其他各个方面也给予了我莫大的鼓励和支持，使我的人生步入了另一个转折点，这不是用一句话能表达的感激之情，但是借此机会向陈老师表示深深的感谢!在本论文的撰写过程中，得到了温阳东老师、葛锁良老师的悉心指导和帮助，他们总是在关键的地方给予我一些指点，使我开阔了思路，使论文得以顺利完成。还有我的含辛茹苦的父母，没有他们的支持，我是无法完成我的硕士学习工作的;还要感谢王海宁同学、姚学至同学、刘梅同学，和他们在一块我度过了难忘的三年生活，我会记住这段美好的青春时光的!陈进2003.3第一章绪论1.1倒立摆系统简介倒立摆系统是一个复杂的非线性系统。小车可以自由

6、的在限定的轨道上左右移动，小车上的倒立摆被铰链在小车的顶部，另一端可以在小车轨道所在的垂直平面上自由转动。控制目的是通过电机推动小车运动，使倒立摆平衡并保持小车不和轨道两端碰撞。单级倒立摆原理结构图和几何描述图分别见图1-1和图卜2所示。在此基础上，在摆杆的另一端再铰链摆杆，可以组成二级(见图1-3),三级倒立摆系统。该系统是一个多用途的综合性实验装置，它和火箭的飞行及机器人关节运动有许多相似之处，其原理可用于控制火箭稳定发射，且对于揭示定性定量转换规律和策略具有普遍意义(301。摆杆滑轮滑轨图1-1单级倒立摆原理结构图......‘夕..-一叫-」卜一-一一一-一--

7、书卜图1-2单级倒立摆几何描述图图卜3二级倒立摆几何描述图1.2传统控制方法在倒立摆系统控制中的应用经典控制和现代控制理论的主要特征是基于模型的控制，经典控制论主要采用传递函数、频率特性、根轨迹为基础的频域分析方法，能够很好的解决单输入单输出问题，所研究的系统是线性定常系统;对于非线性系统，分析时采用的相平面法一般也不超过两个变量。现代控制理论采用状态空间法，把经典控制理论的高阶常微分方程转化为一阶微分方程组，用以描述系统的动态过程，这种方法可以解决多输入多输出问题，系统既可以是线性的、定常的，也可以是非线性的、时变的。1.2.1经典控制