倒立摆系统毕业设计

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1、南京理工大学毕业设计说明书(论文)作者:杨鹏学号：学院(系):自动化专业:电气工程及其自动化题目:基于T-S模糊模型的倒立摆智能控制及仿真研究教授周川指导者：评阅者：2011年6月32毕业设计说明书（论文）中文摘要倒立摆系统是一个典型的多变量、非线性、强耦合和快速运动的自然不稳定系统，因此倒立摆在研究双足机器人、火箭发射过程的姿态调整和直升机飞行控制领域中有着重要的现实意义。本文围绕着一级倒立摆系统，采用PID、LQR、极点配置法以及fuzzy等控制方法对倒立摆进行控制模拟以及系统仿真，运用牛顿力学和Lagrange方程对倒立摆进行数学建模，推导出倒立摆系统的传递函数和状态空间方程，同时运用

2、matlabsimulink环境建立各种控制的倒立摆系统模型，进行一级倒立摆系统的控制器设计以及仿真。关键词：倒立摆控制器PID控制matlabsimulink仿真32毕业设计说明书（论文）外文摘要TitleAfuzzyPIDcontrollerfornonlinearanduncertainsystemsAbstractInordertosystemsthatcontainnonlinearitiesoruncertainties,controlstrategiesmustdealwiththeeffectsofthese.Sincemostcontrolmethodsbasedonmat

3、hematicalmodelshavebeenmainlyfocusedonstabilityrobustnessagainstnonlinearitiesoruncertainties,theyarelimitedintheirabilitytoimprovethetransientresponse.Inthispaper,anonlinearfuzzyPIDcontrolmethodissuggested,whichcanstablyimprovethetransientresponsesofsystemsdisturbedbynonlinearitiesorunknownmathema

4、ticalcharacteristics.Althoughthederivationofthecontrollawisbasedondesignprocedureforgeneralfuzzylogiccontrollers,theresultantcontrolalgorithmhasanalyticalformwithvaryingPIDgainsratherthanlinguisticform.Thismeanstheimplementationoftheproposedmethodcanbeeasilyandeffectivelyappliedtoreal-timecontrolsi

5、tuations.Controlsimulationsarecarriedouttoevaluatethetransientperformanceofthesuggestedmethodthroughexamplesystems,bycomparingitsresponseswiththoseofthenonlinearfuzzyPIcontrolmethoddevelopedin.Keywords:nonlinearanduncertainsystemsfuzzylogiccontrollerfuzzyPIDcontroltimevaryingPIDgains.32本科毕业设计说明书（论文

6、）第I页共I页目录1引言…………………………………………………………………………11.1问题的提出及研究意义………………………………………………………………11.2国内外研究现状……………………………………………………………………21.3课题中面临的问题以及工作重点……………………………………………………42.倒立摆系统………………………………………………………………………………62.1单级倒立摆的数学模型…………………………………………………………62.2系统和传递函数的推导……………………………………………………………83现代控制理论在倒立摆平台上的应………………………………………………

7、…103.1基于倒立摆的PID控制器设计分析…………………………………………………103.2现代控制理论在倒立摆平台上的应用………………………………………………123.3基于Segeno模糊建模及控制器的设计………………………………………………23结论……………………………………………………………………………………29致谢……………………………………………………………………………………30参考文献………………