基于模糊控制理论的二级倒立摆控制算法

采用模糊控制理论研究了二级倒立摆控制问题．运用最优控制方法设计了融合函数以降低模糊控制器的输入变量维数，大大减少模糊控制的规则数，并研究了量化因子对控制效果的影响，通过设置闻值使量化因子可自动调节，进而提高模糊控制器的性能品质．仿真和实验结果都证明这种模糊控制算法规则数少，响应速度快，有良好的稳定性和鲁棒性．     

模糊控制在二级倒立摆系统中的应用

针对多变量、非线性、强耦合性的二级倒立摆系统的稳定控制问题.首先,为解决模糊控制在多变量系统中常遇到的＂规则爆炸＂问题,提出了一种基于融合函数的模糊控制方法,该方法将最优控制理论与模糊控制理论相结合,运用LQR控制方法设计了融合函数,减少了模糊控制器的规则数,并对控制参数进行了寻优和调整.其次,对系统进行了仿真分析,结果表明这种方法是有效的.最后,利用固高公司GLIP2003倒立摆系统验证了设计结果,并达到了较好的控制效果.     

二级倒立摆新型模糊控制策略的研究

阐述了二级倒立摆的一种新型模糊控制策略——分层模糊控制方法．该方法将二级倒立摆的多个状态变量分解为子系统，设计下层模糊控制器对其控制，上层模糊控制器负责整个系统的协调和管理，实现稳定控制．实验结果表明：分层模糊控制的模糊规则少、收敛速度快、控制效果好，具有较强的实用性。     

模糊控制在二级倒立摆系统中的应用

为了深入研究二级倒立摆的稳定问题,本文提出了融合函数的概念,它是融合信息的一种有效手段,减少了模糊控制器的输入维数,从而使模糊规则总数明显下降.由于模糊规则比较容易建立,这样大大简化了模糊控制器关于多变量系统的的设计,再将控制器应用到二级倒立摆进行稳定实验验证,实验结果表明,此方法不仅在4s内使倒立摆达到稳定,同时具有很强的自适应能力,鲁棒性以及良好的动态特性,而且简单易行.     

一种基于融合函数的二级倒立摆模糊控制器设计

采用模糊控制理论研究二级倒立摆控制问题。设计融合函数以降低模糊控制器输入变量维数,引入一种与系统动态性能密切相关的性能指标,提出应用混沌优化算法优化加权矩阵来提高控制系统的性能。本方案在实物二级倒立摆上进行了实验,结果证明该设计方法有效。     

基于模糊控制算法的二级倒立摆控制器设计

针对非线性、不稳定的二级倒立摆状态空间方程模型问题,本文提出一种基于最优控制的模糊控制器的设计方法,采用状态变量融合技术,将模糊控制器的维数由6维降到2维,并通过不断调试量化因子来提高模糊控制器的精度;同时,以Matlab Simulink为平台,建立了二级倒立摆系统仿真模型,并进行仿真分析。仿真结果表明,模糊控制很好地实现了倒立摆的稳定性控制,而且在系统存在噪声的情况下也能较好的完成控制任务;减少了模糊控制器的推理规则数,很好地解决了模糊规则爆炸问题。该研究超调量小,调节时间短,鲁棒性强,证明所提出的控制策略可行,因此具有很好的应用前景。     

基于粒度计算的二级倒立摆模糊控制策略

二级倒立摆系统是一个多变量、非线性、不稳定的快速系统,在对其进行传统的模糊控制时,由于多变量输入而容易造成"规则爆炸".为解决这一问题,提出了基于粒度计算的二级倒立摆模糊控制策略.根据粒度空间结构,将误差相空间划分为不同的粒元,从而构成粗粒度层和细粒度层,在不同的粒度层设计不同的控制策略,即在粗粒度层次上采用模糊控制实现系统的鲁棒性;在细粒度层次上采用PID(Proportion-Integral-Derivative)控制对系统进行进一步微调,逐步求精,最终获得理想的控制性能.实验证明,该控制策略不仅可以解决模糊控制规则呈指数爆炸的问题,而且还可以兼顾倒立摆系统的快速性和准确性指标.     

基于粒度计算的二级倒立摆模糊控制策略

二级倒立摆系统是一个多变量、非线性、不稳定的快速系统，在对其进行传统的模糊控制时，由于多变量输入而容易造成“规则爆炸”．为解决这一问题，提出了基于粒度计算的二级倒立摆模糊控制策略．根据粒度空间结构，将误差相空间划分为不同的粒元，从而构成粗粒度层和细粒度层，在不同的粒度层设计不同的控制策略，即在粗粒度层次上采用模糊控制实现系统的鲁棒性；在细粒度层次上采用PID（Proportion-Integral—Derivative）控制对系统进行进一步微调，逐步求精，最终获得理想的控制性能．实验证明：该控制策略不仅可以解决模糊控制规则呈指数爆炸的问题，而且还可以兼顾倒立摆系统的快速性和准确性指标．     

二级倒立摆的动态加权模糊控制

针对快速、多变量、强非线性、绝对不稳定特性的二级倒立摆系统,运用基于目标的动态加权模糊控制器对其进行控制,通过模糊推理得到加权系数动态连接各个子目标模糊控制器,使多个子目标模糊控制器在控制过程中既相互竞争又相互协调。解决了一般模糊控制在控制多变量系统时出现的规则组合爆炸问题,大大减少了模糊控制器的规则数,有利于利用专家经验。利用Matlab提供的良好的人机交互界面和功能完备的模糊逻辑设计工具,结合Simulink开放式的、动态的图形化仿真环境,使复杂的模糊控制系统的仿真过程大大简化,缩短了开发周期。实验结果表明该方案控制效果好,鲁棒性强。     

设计遗传算法规则自生成模糊控制器

提出了以遗传算法设计自生成规则变换的模糊控制器.而模糊控制器是由个体表示的盒式变换相联系,而提出一个短的编码串,控制器的结构是由输入变量的隶属度函数的个数,隶属度函数的形状和指数函数组成.那么,以适当的函数来选择合适的模糊控制器的搜索过程以达到期望的性能.最后,以倒立摆的控制过程来证明该方法的效果.     

旋转倒立摆平衡姿态多模型模糊控制算法

针对开环不稳定旋转倒立摆系统,利用运行空间划分的思想设计了一种多模型模糊控制器。讨论了摆上与平衡姿态控制问题,在工况和系统参数大范围变化条件下进行了仿真实验研究,并与LQR方法进行了比较。结果表明,多模型模糊控制算法能够实现稳定的摆上和平衡姿态控制,且具有很强的鲁棒性。     

稳定性监控自整定模糊控制器

提出一种通过规则的在线间接调整设计模糊控制器的方法。为保证模糊控制器的全局稳定，针对一类非线性系统，设计了具有稳定性监控的环节。通过对一种机械超铰接系统即倒立摆系统的仿真研究，说明了该控制器设计的可行性。     

Variable universe adaptive fuzzy control on the quadruple inverted pendulum

This paper focuses on the control problem of the quadruple inverted pendulum by variable universe adaptive fuzzy control. First, the mathematical model on the quadruple inverted pendulum is described and its controllability is versified. Then, an efficient controller on the quadruple inverted pendulum is designed by using variable universe adaptive fuzzy control theory. Finally the simulation of the quadruple inverted pendulum is shown in detail. Besides, the experimental results on the hardware systems, i.e. real object systems, on a single inverted pendulum, a double inverted pendulum and a triple inverted pendulum are briefly introduced.     

基于Sugeno模型的倒立摆模糊控制及实验

为实现对倒立摆非线性不稳定系统的精确控制,利用Sugeno模糊模型将其处理成多个局部线性模型的模糊逼近,并设计了模糊控制器．通过Simulink对倒立摆系统建模仿真,控制效果分析比较．现场实验表明,该算法能够实现对单级倒立摆的稳定控制,具有结构简单、良好的稳定性和快速性等优点,对其他非线性不稳定系统的控制提供了一种有效的途径．