基于matlab的倒立擺模糊控制_課程設(shè)計報告(參考版)
2024-08-30 15:22本頁面
【正文】 基于 MATLAB 的倒立擺模糊控制 caymi 第 23 頁 共 24 頁 參考文獻 [1] 韓力群 .《 智能控制理論及應(yīng)用 》 .北京：機械工業(yè) 出版社 ,2020 [2] 劉慧穎 .《 MATLAB R2020 基礎(chǔ)教程 》 .北京： 清華大學(xué) 出版社 ,2020 [3] 張嗣瀛，高立群 .《 現(xiàn)代控制理論 》 .北京： 清華大學(xué)出版社 ,2020 [4] 李洪興 .《 工程模糊數(shù)學(xué)方法及應(yīng)用 》 .天津：天津科學(xué)技術(shù) 出版社 ,1991 [5] 胡壽松 .《 自動控制原理簡明 教程》 .北京 ：科學(xué) 出版社 ,2020 [6] 王立興 .《 模糊系統(tǒng) 與模糊控制教程 》 .北京 :清華大學(xué)出版社 ,2020 。 倒立擺的控制問題就是使擺桿盡快地達到一個平衡位置，并且使之沒有大的 振蕩和過大的角度和速度。為了使桿子擺動或者達到豎直向上的穩(wěn)定，需要給小車一個控制力，使其在軌道上被往前或朝后拉動。作用力平行于鐵軌的方向作用于小車，使桿繞小車上的軸在豎直 平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，小車沿著水平鐵軌運動。 基于 MATLAB 的倒立擺模糊控制 caymi 第 22 頁 共 24 頁 倒立擺系統(tǒng)的輸入為小車的 位移 （即位置）和擺桿的傾斜角度 期望值 ，計算機在每一個采樣周期 中采集來自 傳感器 的小車與擺桿的實際位置信號，與期望值進行比較后，通過控制 算法 得到控制量，再經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換驅(qū)動直流電機實現(xiàn)倒立擺的實時控制。圖 所示不同時刻小車和擺桿的運動軌跡圖。 從以上的 圖 可知，綠色的三角形為小車位置的期望，紅色的方塊為小車的實際位置，黃色的粗斜線為擺桿實際位置。圖 52 所示為仿真運行時的圖形用戶界面。 圖 單級倒立擺控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 基于 MATLAB 的倒立擺模糊控制 caymi 第 18 頁 共 24 頁 5 根據(jù)控制模型，分析動穩(wěn)態(tài)特性 根據(jù)控制器和倒立擺模型得出圖 所示的單級倒立擺控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)后， 設(shè)置不同的隸屬度函數(shù)，分別對上述過程進行仿真，得到不同情況下的線速度和角位移的變化情況 ， 說明選取不同的隸屬度函數(shù)曲線在控制效果上有著明顯的差異，其中系統(tǒng)默認的隸屬度函數(shù)是較好的控制方法。constant39。mf1639。constant39。mf1539。constant39。mf1439。constant39。mf1339。constant39。mf1239。constant39。mf1139。constant39。mf1039。constant39。mf939。constant39。mf839。constant39。mf739。constant39。mf639。constant39。mf539。constant39。mf439。constant39。mf339。constant39。mf239。constant39。mf139。out39。gbellmf39。in4mf239。gbellmf39。in4mf139。in439。gbellmf39。in3mf239。gbellmf39。in3mf139。in339。gbellmf39。in2mf239。gbellmf39。in2mf139。in239。gbellmf39。in1mf239。gbellmf39。in1mf139。in139。wtaver39。sum39。prod39。probor39。prod39。sugeno39。單級倒立擺 Caymi39。 設(shè)置完后保存為 單級倒立擺 文件 。 圖 模糊推理規(guī)則通過 view 直觀顯示圖 基于 MATLAB 的倒立擺模糊控制 caymi 第 15 頁 共 24 頁 此外，在建立起具體的模糊推理規(guī)則以后，可以通過 view 功能來得到規(guī)則的直觀顯示，這些圖形可以幫助更好的理解建立的模糊推理規(guī)則。然后將上述實施規(guī)則錄入到MATLAB 仿真結(jié)構(gòu)中，具體如下圖 所示。其中， “and”和 “or”用來連接同一規(guī)則的多個輸入或多個輸出， “also”用來連接多條不同的模糊規(guī)則。前面介紹的基于 MATLAB 的倒立擺模糊控制 caymi 第 13 頁 共 24 頁 IF． THEN 規(guī)則只是最簡單的形式，是最基本的模糊系統(tǒng)單元。 然后，列出每種輸入所對應(yīng)的輸出量的模糊規(guī)則，共計設(shè)置了16 條規(guī)則： ? 1. If (in1 is in1mf1) and (in2 is in2mf1) and (in3 is in3mf1) and (in4 is in4mf1) then (out is mf1) (1) ? 2. If (in1 is in1mf1) and (in2 is in2mf1) and (in3 is in3mf1) and (in4 is in4mf2) then (out is mf2) (
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