【正文】 僅具有正確性，而且對故障型號的追蹤也是十分有效的。從圖 ，可以發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)在存在故障信號時，只對故障信號有反應。從圖中時間坐標上，可以得出這樣一個結論：該基于觀測器的倒立擺最優(yōu)故障檢測模型，具有高的靈敏度和準確度。第五章 總結和展望 總結 本文完成了對倒立擺的故障檢測的建模與仿真研究，主要完成了以下的一些工作：(1)建立數(shù)學模型，列出單級倒立擺模型的力學方程。(2)將非線性的單級倒立擺線性化，使之在一定條件下轉(zhuǎn)化為線性系統(tǒng)。(3)建立倒立擺的數(shù)學模型，得出線性方程和動態(tài)方程，然后在倒立擺的平衡點附近進行系統(tǒng)的定性分析。(4)確定行之有效的單級倒立擺檢測模型。 (5)運用軟件對檢測模型進行仿真。 控制系統(tǒng)自動化程度的不斷提高必然給故障檢測問題帶來新的挑戰(zhàn)，依靠單一的故障檢測方法已經(jīng)不可能實現(xiàn)故障的實時有效檢測，因此，有必要結合多種故障檢測和檢測方法。 總結國內(nèi)外各種各類參考文獻可得知，倒立擺故障檢測系統(tǒng)具有重要的研究地位，它不僅是進行算法研究的重要工具，而且也是理論實踐教學的重要工具，其涉及機械工程，系統(tǒng)辨識，系統(tǒng)仿真，智能控制，信號處理等諸多學科門類，研究的難度較為大，到現(xiàn)今為止，該方面的成果已逐步增多，但是，國內(nèi)對其倒立擺故障檢測系統(tǒng)的研究：從硬件性平臺的設計與搭建，到模型系統(tǒng)的設定，再到系統(tǒng)軟件仿真和方法，對故障檢測方法的研究較少，本文致力于基于倒立擺最優(yōu)故障檢測設計。 展望 基于觀測器的倒立擺最優(yōu)故障檢測的此種檢測將把故障檢測研究帶入一個新時代。 實際控制系統(tǒng)中往往存在不確定性，以往的研究主要基于不確定性有一定先驗知識的基礎上展開。因此針對不可構建不確定性系統(tǒng)的最優(yōu)故障檢測無論是在理論研究還是在實際應用中都有很重要意義。最優(yōu)故障檢測一個關鍵節(jié)點為被控過程的信息含量，例如輸出的維數(shù)或結構化的信息等。信息含量的增加，其設計的自由度也會隨之加大，隨之而來的也愈易實現(xiàn)最優(yōu)性的要求，但是最優(yōu)性不是無限的。故障檢測是一個復雜的問題，針對不同研究對象采用合適的檢測方法具有非常積極的意義。但是相對有效的方法很大程度上是根據(jù)實際因素決定的。由上述的研究現(xiàn)狀可得到目前的研究仍有不足之處，對倒立擺系統(tǒng)的數(shù)學模型大多采用機理建模法來確定，模型精度一般不高；在控制理論的研究上，一般在倒立擺上進行了經(jīng)典控制理論的驗證，且部分研究只限于對倒立擺系統(tǒng)模型進行仿真實驗，此外，倒立擺故障系統(tǒng)作為區(qū)分與檢測故障信號和非故障信號的系統(tǒng)，應創(chuàng)建一個或者一類可將倒立擺故障系統(tǒng)共享的平臺，即將倒立擺故障檢測的精度仿真發(fā)布在網(wǎng)絡上，從而實現(xiàn)故障檢測額實驗性資源的共享。 致謝大學四年，說長不長，說短不短，光影一瞬，求知求是，匆匆而來，幽幽將要離去，人生能有多少個四年！四年的大學生活，讓我學到許多許多。學到的那么多，不知三言兩語就能說盡道清的。畢業(yè)設計，是對我大學四年所學所知的檢驗。 本設計是在老師的悉心指導下完成的。老師深厚的學術造詣、嚴謹求實的治學精神、誨人不倦的優(yōu)良美德以及堅持不懈的鉆研精神讓我敬仰不已，使我終身受益，老師是我在以后學習和工作中的好榜樣。在整個畢業(yè)設計的過程中，各方面都得到老師無微不至的關懷和幫助，老師總是能耐心指點，仔細教導。 在此向老師表示我最深深的感謝和最誠摯的敬意! 同時，感謝同組的成員在畢業(yè)設計過程中所提供的幫助和建議，與他們的交流使我收獲良多。 而且，在此我要特別感謝我的爸爸媽媽，從始至終他們都給予我莫大的鼓勵，常懷感恩的心，謝謝！父親和母親對我的愛，是我取之不竭、用之不盡的精神動力！ 最后，感恩各位教授和老師，向他們致以我最崇高的敬意！參考文獻[1] 雍容等．模糊神經(jīng)網(wǎng)絡算法在倒立擺控制中的應用[J]．控制理論與應用，2004,23(1)：2022.[2] 郭釗俠等．倒立擺系統(tǒng)及其智能控制研究[J]．東華大學學報，2003,29(2)：122125.[3] 竇春紅等．倒立擺系統(tǒng)及其控制策略研究現(xiàn)狀[J]．中南工業(yè)大學學報，2003，5(7)：5658.[4] 張葛祥．倒立擺與自動控制技術研究[J]．西南工學院學報，2001，16(3)：1216．[5] 徐國林，楊世勇．單級倒立擺系統(tǒng)的仿真研究[J]．四川大學學報，2007，05：384.[6] 薛花等．倒立擺系統(tǒng)的模糊控制方法[J]．江南大學學報，2003，2(4)：348351．[7] [J].控制理論與應用，2000,17(4)：519523.[8] 李祖樞等．仿人智能控制[M]．北京：國防工業(yè)大學出版社．2003，127．[9] 固高擺系統(tǒng)與自動控制制實驗指導書．固高科技(深圳)有限公司，2002．8．[10] 王軼卿，趙英凱．基于BangBang控制的倒立擺系統(tǒng)擺起和鎮(zhèn)定[J]．機械與電子．2004(8)：16—18．[11] [J]．東北大學學報，2004,25(1)：911.[12] —仿人智能控制在非線性系統(tǒng)中的應用[J].控制理論與應用，1999,16(2)：225229．[13] 王鐵軍等．單擺甩起時間優(yōu)化軌跡的計算方法[J]．系統(tǒng)仿真學報，2004，16(5)：10341037．[14] 付瑩，張廣立，楊汝清．倒立擺系統(tǒng)的非線性穩(wěn)定控制及起擺問題的研究[J]．組合機床與自動化加工技術，2003(1)：3537．[15] 張志涌．：北京航空航天大學出版社，1999．[16] [M]．北京：機械工業(yè)出版社，2003．272284．[17] 湛力等．倒立擺系統(tǒng)的自擺起和穩(wěn)定控制[J]．計算機仿真，2006，23(8)：289292．[18] 姚俊等．建模與仿真[M]．西安：西安電子科技大學出版社，2003．512，7580．[19] Astrom K．J．a(chǎn)nd Furuta K．Swing Up a Pendulum by Energy Control[J]．IEEE Transactions on Automatic Control，2000，45(4)：725729．[20] M．Yamakita, M．iwashiro，Y．Sugahara and K Furata．Robust swing—up control of inverted pendulum[J]．Proe．Of the American Control Conference，Seattle，Washinton．1995，290294．[21] K． J．Astom amp。 K． Furuta．Swing up a pendulum by energy control[J]．Automatica 2000，36(2)：287295．[22] Nicolao G D，Magni L，Scattolini R．Stabilizing predictive control of nonlinear ARX models[J]．Automatica，1997，33(9)：16911697．[23] Grimble M J．Long range predictive optimal control law with guaranteed stability for process control applications[J]．Journal of Dynamnic Systems，Measurement， and Control．Dec．1993，115：600610．[24] Luenberger D G．Observers for multivariable systems [J]．IEEE Transations Automatic Control,1996,61(11)：190—197．