基于模糊控制的旋转倒立摆系统

针对倒立摆系统的非线性、不稳定的控制问题,研究了旋转倒立摆系统的构成和数学模型,对旋转倒立摆系统在平衡点附近进行了可控性分析,提出了一种新的基于模糊控制器进行控制的方法,建立了相应的控制规则,进行了实时控制和研究。实验结果表明,该系统具有鲁棒性、稳定性好和算法简单的特点,可以应用在实时性要求较高的场合。     

二级倒立摆PID与LQR控制的对比研究

本文首先建立了二级倒立摆的数学模型,通过应用PID控制和LQR控制两种方式对其进行了控制。通过实验研究,发现PID控制规律对于倒立摆这种常规不稳定的系统具有一定的控制作用,LQR控制能够实时控制二级倒立摆系统,并具有一定的抗干扰能力。     

分层模糊控制在两轮移动式倒立摆中的应用

为解决模糊多变量控制中规则数随系统变量数呈指数增长的问题,针对两轮移动式倒立摆运动的特点,提出了一种分层模糊控制器的设计方法,不仅减少模糊规则数而且使模糊控制逻辑变得清晰明了,其中控制参数采用遗传算法整定。仿真结果证实了该方法的控制效果好,系统跟踪速度快。     

倒立摆模糊控制系统研究

提出了一种利用模糊控制器进行倒立摆控制的方法,建立了倒立摆的数学模型,并进行了计算机仿真,仿真结果表明,该方案可以得到较为满意的结果.     

一级倒立摆模糊PID控制器设计

一级倒立摆是一个典型的非线性、强耦合、多变量的不稳定系统,为了控制它的平衡性,首先对系统进行分析,建立数学模型。然后在模糊PID控制器的设计过程中,分析了模糊PID控制器的控制原理;确定了模糊语言变量和隶属函数;制定了模糊规则和解模糊的方法。最后利用Matlab中的Simulink和Fuzzy工具箱对一级倒立摆模型进行仿真研究。实验结果表明,模糊PID控制器具有很好的控制效果。     

二级倒立摆的递阶模糊神经网络控制

为了表明模糊神经网络控制器比较适合于控制快速、多变量、强非线性、绝对不稳定系统，可以克服用模糊神经网络控制多变量系统时的规则组合爆炸问题。本文提出用递阶模糊神经网络控制二级倒立摆。这种方法可以有效地减少多变量输入的模糊神经网络控制器的规则数，有利于利用专家的控制经验初始化网络参数，从而有利于下一步利用遗传算法对其进行优化。实验结果表明：与线性最优控制相比，本文方法的控制效果好、鲁棒性强。     

一类欠驱动Lagrangian系统的位置同步控制

针对多个单输入欠驱动Lagrangian系统的同步控制问题,根据所定义的同步运动系统的同步误差信号,将各轴的位置误差与位置同步误差的比例耦合项作为新的状态变量,采用递阶滑模控制方法设计了一种交叉耦合位置同步控制器。采用该控制策略,对由两部一级倒立摆实际设备构成的同步运动装置的实时控制实验结果和4部一级倒立摆同步运动系统进行了仿真。仿真结果表明,在闭环系统精确跟踪指令信号的同时保证了各子系统间协调同步运动,而且该同步控制器的同步性能优于积分耦合同步控制器的性能。     

基于T-S模型的小车倒立摆控制

小车倒立摆系统作为1个典型的不稳定非线性系统,是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台,对小车倒立摆系统的控制分解为2部分:一部分称为"摆杆控制",采用T-S模糊模型来描述,利用系统的不确定性把系统表示成不确定系统的形式,设计出全局渐进稳定的模糊模型;另一部分称为"小车控制",通过对位置误差和小车速度的模糊化计算,得出控制量。最后,通过对小车倒立摆系统外加干扰信号、给定平移指令、参数摄动等实验表明,采用基于T-S模型的模糊控制,该系统可以在0.4s的时间内取得良好的控制效果,并且具有较强的鲁棒稳定性和良好的抗干扰性能。     

MA算法在一级倒立摆控制中的应用

倒立摆系统是一个高阶次、强耦合、多变量且绝对不稳定的非线性系统,它的最优控制一直是研究领域的热点。根据该被控对象特点,需要选择合理有效的控制方法才能使摆杆倒立稳定在动态平衡位置。文中对文化基因算法进行了简单介绍,并将MA算法应用到直线一级倒立摆LQR控制系统中,对LQR控制器参数进行优化,与传统LQR控制器的控制效果进行比较,并将仿真结果用于固高倒立摆实验设备,仿真与实时控制结果证明文化基因算法在倒立摆系统控制中优化参数的可行性与优越性。     

焊接变位机的位置模糊控制研究

采用工业控制计算机将模糊控制策略应用于焊接变位机的实时控制研究。针对单纯模糊控制器存在较大静差的问题,综合PID调节的优点,运用模糊逻辑设计了一种基于模糊规则的双模智能协调控制器。仿真和实验结果表明：系统具有满意的动、静态性能。     

基于模糊观测器的模糊控制系统的稳定性

用连续T -S模型对一类非线性系统进行模糊建模 ,在此基础上利用隶属函数最大法设计鲁棒观测器和控制器 ,一级倒立摆仿真实验验证了方案的正确性。     

Single-input fuzzy-like moving sliding surface approach to the sliding mode control

A new approach to the sliding mode control of second-order nonlinear systems is introduced in continuous-time. A single-input fuzzy logic controller is used to continuously compute the slope of the sliding surface, with the result that the sliding surface is rotated in such a direction that tracking performance of the system under control is improved. The proposed fuzzy moving sliding surface approach with a one-dimensional rule base (FMSS-1D) reduces huge number of linguistic fuzzy rules significantly. However, it is shown that the input/output relation of the single-input fuzzy rule base is very close to the input/output relation of a straight line. Therefore, a single-input fuzzy-like moving sliding surface (FLMSS) approach using an approximate line function is then proposed. It is shown that the proposed control approaches have better tracking performance than the conventional sliding mode control with fixed sliding surface. The proposed moving sliding surface approaches are applied to balance an inverted pendulum on a cart. Computer simulations are presented to show the effectiveness of the proposed methods and to make a quantitative comparison with the classical sliding-mode controller with fixed sliding surface method existing in literature.     

模糊指数趋近律参数的二级倒立摆控制

滑模变结构控制是一种开关控制,在工程应用中由于频繁地切换系统的控制状态,系统往往会产生抖振现象,通过常规方法难以克服由此产生的不利影响。针对该抖振问题,将模糊控制引入滑模变结构控制中,对指数趋近律中的参数进行模糊在线校正,设计了一种模糊滑模变结构控制器,并应用于直线二级倒立摆系统中。经过仿真研究表明,这种方法可以对直线二级倒立摆进行有效的控制,在保留系统鲁棒性的同时显著地削弱了系统抖振。     

免疫切换控制及其在倒立摆系统中的应用

针对常规切换控制方法产生的抖振问题,将人工免疫的基本思想与切换控制原理结合起来,提出了基于人工免疫原理的切换控制器,给出了控制器的设计方法。将该控制器应用到台车式倒立摆系统的实际控制问题中,实验与仿真结果表明所设计的免疫切换控制能有效降低常规切换控制所产生的抖振,改善动态品质,提高控制性能。     

一类四阶非线性系统的滑模模糊控制

针对一类非线性系统的稳定控制问题,提出了带有模糊状态观测器滑模模糊控制器的设计方法。对二阶非线性系统设计滑模模糊控制器,以滑模面作为模糊控制器的输入设计模糊控制规则;研究四阶非线性系统,将它分解成两个二阶子系统,设计两个子系统各自的滑模面;然后将一个子系统的控制目标嵌入到另一个子系统的控制目标中,用一个控制量使两个子系统同时向各自的滑模面趋近,使该四阶系统稳定。倒立摆的仿真结果表明,这种滑模模糊控制器对于参数变化和初始条件具有很强的鲁棒性。     

预测函数控制及其在伺服系统中的仿真研究

根据预测函数控制（PFC）的基本原理和特点，在分析其一般算法的基础上，设计了典型伺服控制系统的预测函数控制器。采用同步齿型带传动的单级倒立摆系统，对该广义被控对象进行线性拟合简化后得到单级倒立摆系统的预测模型，通过PFC与PID串级控制仿真研究，结果表明PFC串级控制能在快速系统中改善系统的跟踪性能，适应快速、高精度受控对象对控制算法的要求；PFC控制系统的动静态品质及在参数时变等情况下的鲁棒性均优于常规PID串级控制，抗干扰能力强，具有较高的工程应用价值。     

一种新型的多变量模糊控制方法

针对多变量非线性系统,提出了一种新型的可在线连续实现的多变量模糊控制方法,在基于组合变量的模糊控制的基础上,给出的模糊逻辑,在线连续实现模糊控制,有效地改善了系统的动态特性,并以二级倒立摆系统为实际背景,利用所提出的方法进行了倒立摆系统各种运动模态的研究。实验结果证明了该方法的有效性。