單級(jí)倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及matlab中的仿真-wenkub.com
2025-07-04 13:10 本頁(yè)面
【正文】 三級(jí)倒立擺的云控制方法及動(dòng)平衡模式[J]. 中國(guó)工程科學(xué). 1999(02) [11] 張明廉,郝健康,何衛(wèi)東,孫昌齡.四級(jí)倒立擺的變論域自適應(yīng)模糊控制[J]. 中國(guó)科學(xué)E輯:技術(shù)科學(xué). 2002(01) [9] 李祖樞.Journal of Pharmacy Research, 2009, 2(9). [7] R. S. Pettit, C. E. Johnson, R. L. Caruthers.小車(chē)三級(jí)擺擺起倒立的仿人智能控制[J]. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2004(S1) [5] 李德毅.基于混合遺傳算法的力矩受限圓軌二級(jí)倒立擺擺起控制[J]. 控制理論與應(yīng)用. 2005(04) [3] RostroGonzalez Horacio, Cessac Bruno, Vasquez Juan et al..參考文獻(xiàn)[1] 段學(xué)超,仇原鷹,盛英.圖41分析如下：從圖41仿真圖中可以看出，仿真時(shí)間大概在1秒左右趨于平衡，而不是在0附近穩(wěn)定，說(shuō)明仿真參數(shù)可能沒(méi)有設(shè)置合適，但是本人水平有限，沒(méi)有找到原因，但大致猜想，曲線應(yīng)該最終穩(wěn)定于0附近。 在已知u=2控制下，系統(tǒng)的狀態(tài)變?yōu)? （8） （9）依次類(lèi)推，可以計(jì)算出下一步的控制輸出u(1)。我們將用重心法對(duì)控制作用的隸屬度函數(shù)進(jìn)行精確化，用遞歸差分方程解得新的和值為開(kāi)始[8，9]，并作為下一步遞歸差分方程式的輸入條件。我們可用表1中規(guī)則導(dǎo)出該控制問(wèn)題的模型。用表1所示的3*3規(guī)則表的格式建立9條規(guī)則（即使我們可能不需要這么多）。然后，對(duì)在其論域上亦建立3個(gè)隸屬度函數(shù)，即圖2所示的正值（P）、零（Z）和負(fù)值（N）。下面給出了該系統(tǒng)的微分方程（Kailaith，1980；Craig，1986） （1）這里m是擺桿的質(zhì)量，l是擺長(zhǎng)，是從垂直方向上的順時(shí)針偏轉(zhuǎn)角，=u（t）為作用于桿的逆時(shí)針扭矩{u（t）是控制作用},t是時(shí)間，g是重力加速度常數(shù)。各參數(shù)符號(hào)含義如下：b小車(chē)摩擦系數(shù) 單位：N/m/sec F加在小車(chē)上的力 單位：N1擺桿轉(zhuǎn)動(dòng)軸心到桿質(zhì)心的長(zhǎng)度 單位：mM小車(chē)質(zhì)量 單位：Kg ； m擺桿質(zhì)量 單位：kgI擺桿慣量 單位：kgψ擺桿與垂直向上方向的央角（ψ=θΠ） 單位：radθ擺桿與垂直向下方向的央角(考慮到擺桿初始位置為豎直向下) 單位：rad圖2—2是系統(tǒng)中小車(chē)和擺桿的受力分析圖。對(duì)于倒立擺系統(tǒng)，由于其本身是自不穩(wěn)定的系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)建模存在一定的困難。 2 倒立擺的建模 本章研究倒立擺系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)。 仿人智能控制的基本思想是通過(guò)對(duì)人運(yùn)動(dòng)控制的宏觀結(jié)構(gòu)和手動(dòng)控制行為的綜合模仿，把人在控制中的“動(dòng)覺(jué)智能”模型化，提出了仿人智能控制方法。 魯棒控制的研究始于20世紀(jì)50年代，是一種解決非線性、復(fù)雜性和不確定性的工具，發(fā)展方向是面向那些不確定因素變化范圍大和穩(wěn)定裕度小的對(duì)象[5，6]。運(yùn)用模糊集理論進(jìn)行的模糊計(jì)算的模糊控制方法得到的控制規(guī)律是定量的、確定性的條件語(yǔ)句。PID 控制具有原理簡(jiǎn)單、直觀易懂、魯棒性強(qiáng)、易于工程實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。目前，倒立擺的控制方法可分如下幾類(lèi)： PID 控制[3],該控制方法出現(xiàn)得最早。迄今人們已經(jīng)利用經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論以及各種智能控制理論實(shí)現(xiàn)了多種倒立擺系統(tǒng)的控制穩(wěn)定。 Moti
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