浅议基于自适应神经模糊推理的倒立摆控制研究

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1、南京理工大学硕士学位论文基于自适应神经模糊推理的倒立摆控制研究姓名：王强申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：郭毓20060614摘要以侮憧摆系统为研究对象，对侈4立摆系统的稳定腔罐姚行了研究。综i苤了关于倒立摆经制的研究方法，推导了—级、二级和三级燃系统数学模型，并进行了可控性分析。提出了—种改进删神经网络控制方法，采用基于栊翅瞄拾成的方法来刚融耋帝幡的维数，解决了控告拯}*{蛸到的“规贝＆崤}咋”问题；采用自适应神经铡射豳星系统，对控制器的参数进行优化。应用所g劬法，只于-级、二级艇参澶线型{弛翻!系统进行了仿真研究，并对—级、二级倒立摆进行了实物系统腔制研究。结

2、果表明，所提腔制算法与线性二次型最先控制和箭观的模矧空带坊法相比，具有更好自捌品质，抗撇验征明了算}去的鲁棒陡。关链E词：燃棚胡神经网缮彤达凌量合成自适应神经蝴推哩琢统苎!!竺堡主笙奎InvemdPendulumsystemisusuallyusedasthecontrolledobjev．Stabilizationofconmalisinvestigated．Conu_olmethodsofbv训Pendulum眦summafizedThen功吐】屺n翰墒：almodelsofsingle,doubleand吨岫lnvmedPendulu／nalebuiltThecon∞llabi

3、lityrearthebalancedpositionisgivaarespectively．AIle啊conceptofFNNffhzzyNeuralNetl^}od【)conlrolispresented．Meflrxlbased011statevariablessynlhesisisused幻decreasethedi／nlmsiofl$oflhecontrolle￡The馥Dbl锄ofruleexplosioninFNNcorarollerissolvedformulti-variablesystems．Someparametersintheconu'ollerareop6I

4、I渊byANFIS

5、ceshowitsrobustness．Keywords：／nvertedPendulum,FNN，statevariablessynthesis，ANFIS声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。2。06年‘月序目学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保

6、存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。动。6年‘月明南京理工大学硕士学位论文基于自适应抻经模期推理的倒立摆控制研究1绪论1．1前言倒立摆系统可以简单地描述为：小车可以在有限的轨道E自由地移动，倒立摆的—端铰链在小车上，另—端可以在小车轨道所在的垂直平面内自由转动。通过电机和带使小车运动，达到使摆杆保持平衡，并保持小车不与轨道两端相撞。倒立摆的种类很多，常见为平面内摆动的摆，可大致分为：—级、二级、倾斜轨道式燃；据研究的目的和方法不同，又有悬挂式倒立摆、球平衡系统和平行倒立摆如图1．1所汞11。(d)(e)图1．1倒立摆(c】倒立摆系统

7、是—个典型的非线性、多变量、强耦合和绝对不稳定系纪控制的目标是使这个刁灌定的系统，通过引入适当的控制方法使之成为—个稳定的系统，即摆忏角度和小车位置在各自的位置零点附近不断的振荡，因此整们朔翌处于—恸态平衡。而倒立摆系统控制的难点在于：既要使摆杆不倒，又要使小车具有定位功能。要同时满足这两个要求，所设计的控制器必须具有较快的响应速度。控制算法不能过于复杂，否则就不能保证实时性。∥L—M=立绪论硕士论文倒立摆系统轰留空制理论应用的—个典型范例，倒立摆系统的典