旋轉(zhuǎn)倒立擺的模糊控制-資料下載頁
2025-07-07 14:49本頁面
【正文】 4 旋臂轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ1的輸出波形 圖15 擺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ2的輸出波形由上面的仿真圖可以看出倒立擺可以很好的跟蹤位置信號(hào)的給定而運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)過程分為三個(gè)階段：1）加速擺起過程：，且速度很快，旋臂在電機(jī)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)角度由開始的零逐漸增加，且隨著電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度增加而便增加，同時(shí)擺桿在旋臂帶動(dòng)下迅速擺起,具備相當(dāng)?shù)膭?dòng)能，這是擺起的第一步； 2）擺起制動(dòng)過程：在擺起過程中,由圖可看出擺桿一直落后于旋臂的運(yùn)動(dòng)，因此，必須在加速結(jié)束之后給旋臂一個(gè)制動(dòng)的信號(hào)，迅速減小旋臂的動(dòng)能,同時(shí)給擺桿形成一個(gè)慣性加速度,使擺桿再次加速，迅速達(dá)到倒立狀態(tài)附近.。如果控制得比較好的話,就有可能使得旋臂與擺桿都達(dá)到了控制要求； 3） 自由運(yùn)動(dòng)階段:由圖可看出，大約在25s的過程中，所有的運(yùn)動(dòng)都處于一個(gè)緩慢的階段，這起到一個(gè)緩沖的作用,保證比較平穩(wěn)的過渡； 4）平衡階段：在5s后，旋臂的轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值，而相對(duì)應(yīng)的時(shí)間下，擺臂的角度誤差趨于0，這就意味著倒立擺已經(jīng)趨于平衡穩(wěn)定了，這正是我們這一個(gè)多星期的期望效果。四、設(shè)計(jì)過程中遇到的問題、但考慮到是負(fù)反饋，、缺少了這個(gè)負(fù)號(hào)仿真結(jié)果就大錯(cuò)特錯(cuò)，只能是發(fā)散的，不可能收斂，其仿真圖如下： 圖16 錯(cuò)誤的vote的輸出波形圖17 錯(cuò)誤的旋臂的轉(zhuǎn)動(dòng)角度波形 圖18 錯(cuò)誤的擺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)角度波形五、課程設(shè)計(jì)結(jié)論 旋轉(zhuǎn)式倒立擺是一種新型的倒立擺系統(tǒng), 由于它的非線性嚴(yán)重，在設(shè)計(jì)過程中將它線性化，并主要采用了模糊控制法取得了很好的控制效果，即能使擺桿在平衡位置附近穩(wěn)定地倒立，并且有較好的魯棒性、快速性和準(zhǔn)確性。參考資料：《模糊控制技術(shù)》席愛民 編著 西安電子科技大學(xué)出版社《模糊控制及其MATLAB應(yīng)用》張國(guó)良 曾靜 柯熙政 鄧方林 編 西安交通大學(xué)出版社《模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析》. 佟紹成 王濤 著 科學(xué)出版社.《自動(dòng)控制原理第4版[M ]》. 胡壽松 著 科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)模糊控制原理及應(yīng)用[M ]》. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社 WORD格式整理
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