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1、中文摘要摘要倒立摆系统是研究控制理论的理想实验平台，具有价格低廉、结构简单、参数易于调整等优点。但是倒立摆同时也是一个典型的快速、非线性、多变量、本质不稳定系统，对于其稳定性的控制绝非易事。也正因为如此，对于倒立摆系统控制方法的研究和开发才具有重要和深远的意义。更重要的是实现其控制稳定的过程中不断发现新的控制方法，探索新的控制理论，并进而将新的控制方法用到更广泛的受控对象中。倒立摆系统可以有效的反映一些诸如鲁棒性，随动性和跟踪性能等等许多控制领域的关键问题。本文根据一级直线倒立摆系统，建立了一级倒立摆的数学模型，依据模糊控制的相关规则设计了模糊控制规则，并从位移和
2、角度观点出发,根据“摆杆不倒，小车稳住”的原则，提出了双模糊控制器控制策略和虚拟角度的概念，经过仿真调试对重要参数进行不断的优化，最后进行实时控制和Simulink仿真。经过MATLAB中的Simulink仿真，成功的把一级直线倒立摆从竖直向下的静止状态，经过起摆，最终稳定在平衡位置。加入干扰信号后，倒立摆很快恢复平衡。关键字：倒立摆，模糊控制，Simulink仿真，稳定I英文摘要AbstractInvertedpendulumsystemisthestudyplatformofthetheoryofcontrolidealexperimental.Ithasth
3、echaracterofinexpensiveprice,simplestructure,parameterseasilyadjustment,etc.Butinvertedpendulumisalsoatypicalrapid,nonlinearmultivariable,essentialnotstablesystem,anditsstabilityisnoteasytocontrol.Becauseofthis,invertedpendulumsystem'sresearchanddevelopmentofcontrolmethodareimportanta
4、ndprofoundsignificance.Themoreimportantistofindanewcontrolmethodandexplorethenewcontroltheory,andthenusethenewcontrolmethodinwidelycontrolledobjects.Invertedpendulumsystemcaneffectivelyreflectsomeperformancesuchasrobust,mobilityandtrackingperformanceandsoon.Thispaperstudiedtheonelevel
5、oflinearinvertedpendulumsystem,establishedthemathematicalmodeloftheinvertedpendulumonelevel,anddesignedthefuzzycontrolrulesbasedontherelatedfuzzycontrolrules.Andfromviewofangleanddisplacement,accordingtotheprincipleof"rodofpendulumisnotfallandholdupthecar",puttedforwardthedoublefuzzyc
6、ontrollersstrategyandtheconceptofvirtualAngle.Throughthesimulationtestforimportantparametersandoptimization,wehavereal-timecontrolandSimulinkfinally.AftertheSimulinkMATLAB,theoneleveloflinearinvertedpendulumsuccessswing-up,andstabledinbalancepositionultimately.whenitaddedinterferences
7、ignals,invertedpendulumissoontorestorebalance.Keyword:invertedpendulum,fuzzycontrol,Simulink,stable-31-目录目录摘要IABSTRACT(英文摘要)II目录III第一章引言11.1倒立摆系统研究的背景和意义11.2控制理论的发展及其在倒立摆系统中的应用21.3倒立摆系统介绍31.4主要设计内容4第二章倒立摆系统建模52.1直线一级倒立摆的数学模型52.1.1微分方程的推导52.1.2传递函数82.1.3状态空间方程92.2小结10第三章模糊控制113.1传统控制的局
8、限性123
