【正文】 總結(jié)與展望 2 的位移偏差和位移偏差變化率，作為位移模糊控制器的輸入，控制系統(tǒng)在第一階段先控制擺桿擺角的平衡，所以當(dāng)輸出量擺 角 |φ |≥ 5176。 表 角度模糊規(guī)則表 位移模糊控制器 小車(chē)位移模糊控制器的兩個(gè)輸入變量為位移偏差 e x 和位移偏差變化率 其中論域分別為： [,]和 [1,1]，分別定義 5 個(gè)模糊 {NB,NS,ZE,PS,PB}，輸出 u 2控制論域?yàn)?[， 2 . 4 ] ， 分割成 5 級(jí)模糊子集， 分別為 { N B , N S , , Z E , P S , P B } ，量化等級(jí)為 {,0,}。 = A x+ B u y = C x+ D uS t a t e S p a ceS co p e2G a i n 30 . 5G a i n 22G a i n 1F u zzy L o g i c C o n t r o l l e r 2F u zzy L o g i c C o n t r o l l e r 1d u / d tD e r i va t i ve 1d u / d tD e r i va t i ve0 . 0 0C o n s t a n t 2A d d 圖 模糊控制 Simulink 模塊 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 總結(jié)與展望 2 圖 模糊控制仿真曲線 仿真結(jié)果如上圖所示，其中下滑的是小車(chē)位移曲線，振蕩的是擺桿角度曲線，可以看出小車(chē)在 6秒以后基本穩(wěn)定在一個(gè)點(diǎn)上，而擺桿在將近 4 秒的時(shí)候穩(wěn) 定在一個(gè)角度上。 (2) 通過(guò)極點(diǎn)配置、最優(yōu)控制算法研究倒立擺的穩(wěn)定控制，鞏固了現(xiàn)代控制理論這一在工程實(shí)踐中有著廣泛應(yīng)用且相當(dāng)成熟的理論。 。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 總結(jié)與展望 2 致謝 在此，我首先要感謝我的導(dǎo)師老師，學(xué)位論 文從開(kāi)始選題到最后定稿，始終得到了張老師的精心指導(dǎo)和幫助。 學(xué)位論文作者（本人簽名）： 年 月 日 學(xué)位論文出版授權(quán)書(shū) 本 人及導(dǎo)師完全同意《中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程》、《中國(guó)優(yōu)秀 碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程》 (以下簡(jiǎn)稱(chēng)“章程” )，愿意將本人的學(xué)位論文提交“中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤(pán)版）電子雜志社”在《中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》、《中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開(kāi)出版，并同意編入 CNKI《中國(guó)知識(shí)資源總庫(kù)》，在《中國(guó)博碩士學(xué)位論文評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)》中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。 首先非常感謝學(xué)校開(kāi)設(shè)這個(gè)課題，為本人日后從事計(jì)算機(jī)方面的工作提供了經(jīng)驗(yàn)，奠定了基礎(chǔ)。從他身上，我學(xué)到了許多能受益終生的東西。感謝老師四年來(lái)對(duì)我孜孜不倦的教誨，對(duì)我成長(zhǎng)的關(guān)心和愛(ài)護(hù)。在論文的撰寫(xiě)過(guò)程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點(diǎn)，使得論文能夠及時(shí)完成，這里一并表示真誠(chéng)的感謝。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過(guò)，充滿(mǎn)著關(guān)愛(ài)，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。 其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對(duì)我的嚴(yán)格要求，感謝他們對(duì)我學(xué)習(xí) 上和生活上的幫助，使我了解了許多專(zhuān)業(yè)知識(shí)和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來(lái)最好的檢驗(yàn)。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。 在我的畢業(yè)論文即將完成之際，謹(jǐn)向所有在這段畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中給予我指導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)表示深深的謝意。 通過(guò)模擬仿真，證明此次的 KdKpKi , 的取值比較合理，能使系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的相應(yīng)指標(biāo)，應(yīng)該說(shuō)此次設(shè)計(jì)是成功的。 (4) 整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，是對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)融會(huì)貫通的過(guò)程，將 《自動(dòng)控制理論》課程中的理論知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合?？刂菩Ч芾硐肓恕］敵?u2 的隸屬函數(shù)為單點(diǎn)常數(shù)。時(shí)，控制量 u=au1=(1a )u2，逐漸將輸出量位移控制在平衡點(diǎn)。模糊控制器 和模糊控制規(guī)則是設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié)。采用 Mamdani 模糊模型，分別設(shè)計(jì)角度和位移模糊控制器。 由于倒立擺的非線性、多變量、強(qiáng)耦合等特性，本文選擇模糊控制器控制。但對(duì)于像非線性較強(qiáng)、模型較復(fù)雜的多變量系統(tǒng) (三、四級(jí)以及多級(jí)倒立擺 )線性系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的局限性就十分明顯。現(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。它是根據(jù)被控過(guò)程的特性確定 PID控制器 的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小。因此，比例 +積分 (PI)控制器，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差。 比例（ P）控制 比例控制是一種最簡(jiǎn)單的控制方式?？刂品绞接袃?種：一種是異步采樣控制，即主回路的采樣控制周期 1T 是副回路采樣控制周期 2T 的整數(shù)倍。 簡(jiǎn)單的說(shuō)來(lái)， PID控制器各校正環(huán)節(jié)的作用如下： ①比例環(huán)節(jié)：成比例的反映控制系統(tǒng)的偏差信號(hào) error(t)，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用，以減少偏差。 但仍不可否認(rèn) PID也有其固有的缺點(diǎn)： PID在控制非線性、 時(shí)變、耦合及參數(shù)和結(jié)構(gòu)不確定的復(fù)雜過(guò)程時(shí)，工作地不是太好?，F(xiàn)在，自動(dòng)整定或自身整定的 PID控制已是商業(yè)單回路控制器和分散控制系統(tǒng)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。雖然很多工業(yè)過(guò)程是非線性或時(shí)變的，但通過(guò)簡(jiǎn)化可以變成基本線性和動(dòng)態(tài)特性不隨時(shí)間變化的系統(tǒng)，這樣 PID就可控制了。測(cè)量關(guān)心的變量，與期望值相比較，用這個(gè)誤差糾正調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的響應(yīng)。 ④ 開(kāi)環(huán)不穩(wěn)定性 倒立擺的平衡狀態(tài)只有兩個(gè)，即在垂直向上的狀態(tài)和垂直向下的狀態(tài)，其中垂直向上為絕對(duì)不穩(wěn)定的平衡點(diǎn)，垂直向下為穩(wěn)定的平衡點(diǎn)。其內(nèi)部的 4 個(gè)狀態(tài)量分別是小車(chē)的位移x 、小車(chē)的速度 .x 、擺桿的角度θ、擺桿的角速度 39。其中， N與 P為小車(chē)與擺桿相互作用力的水平和垂直方向的分量。 .模型的建立 系統(tǒng)建?？梢苑譃閮煞N：機(jī)理建模和實(shí)驗(yàn)建模。編碼器內(nèi)部有一個(gè)發(fā)光元件和兩個(gè)聚焦透鏡，發(fā)射光經(jīng)過(guò)透鏡聚焦后從底部的小孔向下射出，照在編碼器下面的光柵板上，再反射回編碼器器內(nèi)。 倒立擺的組成 圖 直線倒立擺各部分 電控箱 電控箱安裝有如下部分 MATLAB的 SIMULINK對(duì)控制系統(tǒng)可以方便地進(jìn)行仿真計(jì)算 ,分析控制系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)及穩(wěn)態(tài)指標(biāo) ,同時(shí)仿真結(jié)果可以用圖形和數(shù)據(jù)文件輸出 ,數(shù)據(jù) 文件可以在別的系統(tǒng)中應(yīng)用。除此之外， MA丁 LAB還具有根強(qiáng)的功能擴(kuò)展能力，與它的主系統(tǒng)一起，可以配備各種各樣的工具箱，以完成一些特定的任 務(wù)。 第 2 章 MATLAB 仿真軟件的應(yīng)用 MATLAB 的基本介紹 MTALAB系統(tǒng)由五個(gè)主要部分組成，下面分別加以介紹?？焖傩员砻髁讼到y(tǒng)輸出對(duì)輸入響應(yīng)的快慢程度。在此，閉環(huán)系統(tǒng)具有開(kāi)環(huán)系統(tǒng)無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，故應(yīng)用極廣，但與此同時(shí)，反饋的引入使本來(lái)穩(wěn)定運(yùn)行的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)可能出現(xiàn)強(qiáng)烈的振蕩，甚至不穩(wěn)定，這是采用反饋控制構(gòu)成的閉環(huán)控制時(shí)需要注意解決的問(wèn)題。 在開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)中，對(duì)于每一個(gè)輸入?yún)⒖剂?，就有一個(gè)與之相對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)和輸出量，系統(tǒng)的精度取決于元、器件的精度和特性調(diào)整的精度，當(dāng)系統(tǒng)的內(nèi)擾和外擾影響不大并且控制精度要求不高時(shí)，可采用開(kāi)環(huán)控制方式。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū) 指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)： 一、撰寫(xiě)（設(shè)計(jì)）過(guò)程 學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過(guò)程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能分析和解決問(wèn)題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所 體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績(jī)： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫(huà)“√”） 指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū) 評(píng)閱教師評(píng)價(jià)： 一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及 格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績(jī)： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫(huà)“√”） 評(píng)閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 1 教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見(jiàn) 教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)： 一、答辯過(guò)程 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見(jiàn)解的敘述情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 對(duì)答辯問(wèn)題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生答辯過(guò)程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí) 際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評(píng)定成績(jī)： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫(huà)“√”） 教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）： （簽名） 年 月 日 教學(xué)