基于matlab的倒立擺模糊控制_課程設(shè)計(jì)報(bào)告-全文預(yù)覽
【正文】 上的軸在豎直 平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，小車沿著水平鐵軌運(yùn)動(dòng)。圖 所示不同時(shí)刻小車和擺桿的運(yùn)動(dòng)軌跡圖。圖 52 所示為仿真運(yùn)行時(shí)的圖形用戶界面。constant39。constant39。constant39。constant39。constant39。constant39。constant39。constant39。constant39。constant39。constant39。constant39。constant39。constant39。constant39。constant39。out39。in4mf239。in4mf139。gbellmf39。gbellmf39。in339。in2mf239。in2mf139。gbellmf39。gbellmf39。in139。sum39。probor39。sugeno39。 設(shè)置完后保存為 單級(jí)倒立擺 文件 。然后將上述實(shí)施規(guī)則錄入到MATLAB 仿真結(jié)構(gòu)中，具體如下圖 所示。前面介紹的基于 MATLAB 的倒立擺模糊控制 caymi 第 13 頁(yè) 共 24 頁(yè) IF． THEN 規(guī)則只是最簡(jiǎn)單的形式，是最基本的模糊系統(tǒng)單元。 確定擺角θ的論域 [ ， ]，將其劃分為兩個(gè)語(yǔ)言變量“大”和“小”，隸屬 度函數(shù)如圖 ； 擺角角速度??的論域 [1 ,1]，劃分兩個(gè)語(yǔ)言變量為“快”和“慢”；隸屬 度函數(shù)如圖 ； 小車位移x的論域 [3， 3]，劃分兩個(gè)語(yǔ)言變量為“遠(yuǎn)”和“近”；隸屬 度函數(shù)如圖 ； 速度?x的論域 [3， 3]，劃分兩個(gè)語(yǔ)言變量為“快”和“慢”；隸屬 度函數(shù)如圖 ；輸出變量的論域?yàn)?[ 10， 10]，如圖 。MaMaFmaGmF xxx???? ? ? ? ?? ? ? ?13cossinsin22222222?????? ??????????????dtddtdmldtxdmMldtdmdtxdmM????? 規(guī)定逆時(shí)針?lè)较虻牧貫檎?，以擺與小車的連接 點(diǎn)為原點(diǎn)，列出擺的力矩方程：考慮到擺的慣性力矩，求得系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程為（未考慮擺旋轉(zhuǎn)的摩擦阻力矩） ? ?23cossin3434sincos2222222222???????dtxdgdtdlmlmJmg lldtxdmdtdJ??????? 由式（ 31）和式（ 32）可得 基于 MATLAB 的倒立擺模糊控制 caymi 第 6 頁(yè) 共 24 頁(yè) ? ?? ?? ?? ?33cossincos34cos2sin21sin222222222???????????????????????????????mMdtdmldtdmlFdtxdmMmllmMFdtdmlgdtd?????????? 4 設(shè)計(jì)模糊控制器 以擺角θ、擺角角速度??、小車位移x、速度為狀態(tài)變量?x。 3 建立控制模型 首先假設(shè)： ① 擺桿為剛體； ② 忽略擺桿與支點(diǎn)之間的摩擦； ③ 忽略小車與導(dǎo)軌之間的摩擦。直流電機(jī)通過(guò)皮帶帶動(dòng)小車在固定的軌道上運(yùn)動(dòng)，擺桿的一端安裝在小車上，能以此點(diǎn)為軸心使擺桿能在垂直的平面上自由地?cái)[動(dòng)。 圖 倒立擺控制系統(tǒng) 基于 MATLAB 的倒立擺模糊控制 caymi 第 4 頁(yè) 共 24 頁(yè) 它由小車和倒立擺構(gòu)成，小車在控制器的作用下，沿滑軌在水平方向運(yùn)動(dòng)，使倒立擺在垂直平面內(nèi)穩(wěn)定。 2 提出控制問(wèn)題 倒立擺控制問(wèn)題是展示智能控制方法由于傳統(tǒng)控制方法的典型范例。雖然常規(guī)自適應(yīng)控制技術(shù)可以解 決一些問(wèn)題，但范圍是有限的。例如極小值原理可以用來(lái)解 決某些最優(yōu)控制問(wèn)題；利用卡爾曼濾波器可以對(duì)具有有色噪聲的系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)；預(yù)測(cè)控制理論可以對(duì)大滯后過(guò)程進(jìn)行有效的控制。同時(shí)，其控制方法在軍工、航天、機(jī)器人和一般工業(yè)過(guò)程領(lǐng)域中都有著廣泛的用途，如機(jī)器人行走過(guò)程中的平衡控制、火箭發(fā)射中的垂直度控制和衛(wèi)星飛行中的姿態(tài)控制等。目前，一級(jí)倒立擺的研究成果應(yīng)用于火箭發(fā)射推進(jìn)器和控制衛(wèi)星的飛行狀態(tài)等航空航天領(lǐng)域。 I 智能控制理論及應(yīng)用 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目 ： 基于 matlab 的倒立擺模糊控制 院 系：
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