基于MATLAB的旋转倒立摆的控制与仿真分析

介绍基于MATLAB的倒立摆控制算法及仿真,通过建立其数学模型,在MATLAB上用PID算法、LQR算法及滑模变结构控制算法对单级倒立摆系统进行了仿真,并对三种控制算法进行对比,通过分析仿真结果得出不同控制算法之间的优缺点。     

倒立摆线性二次型最优控制方法研究

为优化倒立摆控制性能,提高系统响应的快速性和稳定性,研究了线性二次型最优控制方法。应用动力学分析方法建立单级倒立摆线性状态空间模型,设计线性二次型控制器(LQR);应用Matlab软件中LQR函数,确定倒立摆闭环控制系统状态反馈向量及最优控制目标函数,完成线性二次型状态反馈控制系统设计。时间响应分析及动态仿真结果表明,基于LQR函数设计的线性二次型状态反馈控制系统,阶跃响应上升时间2 s,调节时间5 s,实现了单级倒立摆快速、稳定控制。     

倒立摆控制方法的比较研究

倒立摆系统作为典型的控制对象,不仅对控制设计提出了难题,同时为很多先进控制方法的研究和应用提供了一个很好的实验平台。该文分别用PID控制法、优化控制策略的LQR及极点配置法等3种方法对单级倒立摆系统进行控制,并利用MATLAB仿真对3种控制算法的效果进行了对比,讨论了3种方法之间的优缺点。仿真实验表明:PID法与极点配置法具有较好的瞬态性,LQR法具有较好的鲁棒性。在实际应用中,可根据控制系统的具体指标要求选择适合的控制方法,具有一定的指导意义。     

基于Lyapunov函数的倒立摆系统设计

针对单级倒立摆，介绍了利用李雅普诺夫函数进行状态反馈的控制方案。首先对单级倒立摆建立近似线性化模型，然后利用李雅普诺夫函数设计了状态反馈控制器，并在MATLAB软件中Simulink环境下对单级倒立摆实验装置实现了实时控制，试验结果验证了该设计方法的有效性。     

基于MATLAB的倒立摆LQR控制方法的研究

在忽略掉倒立摆系统本身自然不稳定因素以及摩擦阻力的影响后,倒立摆系统就成了一个典型的运动刚体系统,利用在惯性坐标系内的经典力学理论建立系统的动力学方程,采用力学分析方法建立直线型一级倒立摆的数学模型。结果证明,基于牛顿力学定律的数学建模方法,应用二次型最优控制理论对一级倒立摆实现控制,并能满足控制系统的稳定性和鲁棒性,用MATLAB进行仿真,并对仿真试验结果进行了分析研究。     

最优控制方法在直线倒立摆中的应用

假设忽略掉倒立摆系统本身不稳定因素(摩擦阻力)的影响后,倒立摆系统就可以看成是一个典型的运动刚体系统。基于牛顿力学定律的数学建模方法,应用二次型最优控制理论对一级倒立摆实现控制,使用在惯性坐标系内的经典力学理论动力学方程,能满足控制系统的一般稳定性和鲁棒性的性能要求。采用MATLAB对倒立摆系统进行仿真模拟实验,并对仿真结果进行分析。     

旋转倒立摆的数学建模与计算机控制

运用动力学原理建立了单级旋转倒立摆系统的数学模型.在此基础上基于计算机辅助设计,进行了仿真研究,设计出控制规律,最后实现了旋转式倒立摆的计算机控制.     

基于双PID的旋转倒立摆控制系统设计与实现

设计了一款简易旋转倒立摆。对所设计的旋转倒立摆进行了分析,利用Lagrange方程建立了系统的数学模型。在MATLAB中,通过双PID控制模式对旋转倒立摆控制进行仿真,仿真结果与实际运行结果相符合。将MATLAB中的双PID控制算法移植到微控制器中,实现了对旋转倒立摆系统的控制。将系统实际运行参数通过串口上传至上位机,并在虚拟示波器中进行显示。实际运行结果表明所设计的双PID控制器能实现对旋转倒立摆的控制,系统稳定性好,鲁棒性好。     

旋转倒立摆的数学建模与计算机控制

运用动力学原理建立了单级旋转倒立摆系统的数学模型.在此基础上基于计算机辅助设计,进行了仿真研究,设计出控制规律,最后实现了旋转式倒立摆的计算机控制.     

基于MATLAB的直线一级倒立摆的PID控制研究

对于倒立摆系统,由于其本身是自然不稳定的系统,实验建模存在一定困难,假设忽略掉倒立摆的一些次要因素后,那么倒立摆系统就能够看成是一个典型的运动刚体系统。介绍了直线一级倒立摆的控制机理,分析了直线一级倒立摆的建模过程,采用MATLAB对倒立摆系统进行仿真模拟实验,并对仿真结果进行分析。     

模糊仿人智能控制器的分析与应用

提出将模糊控制与仿人智能控制相融合的模糊仿人智能控制技术,引入了模糊切换,给出了模糊仿人智能控制器的基本结构和控制算法。分析了二级倒立摆系统的运动特性,在MAT-LAB中进行了针对二级倒立摆的模糊仿人智能控制系统的建模与仿真。     

单级倒立摆的两种控制方法的仿真研究

针对多变量、非线性、强耦合性的倒立摆系统,运用牛顿-欧拉方法建立了倒立摆的数学模型。然后对该模型分别进行LQR控制和模糊控制,并在MATLAB环境下进行仿真,其对比结果对该方向的研究具有理论指导意义。     

基于ADAMS和MATLAB的双回路PID控制倒立摆联合仿真

倒立摆系统是典型的快速、多变量、非线性、绝对不稳定系统,是检验各种控制理论的理想模型。研究了倒立摆系统的构成并建立了数学模型,针对摆杆角度和小车位移两个输出量采用双回路PID控制并设计了PID控制器,在ADAMS软件中建立了倒立摆系统的机械模型,在MATLAB软件中建立了控制模型,通过接口实现了双回路PID控制倒立摆的联合仿真。文中方法直接从ADAMS中产生机械系统仿真模型,避免了推导、列写较复杂的方程描述机械系统,大大简化了建模过程,而且能够更直观地观察仿真结果。     

利用ADAMS与MATLAB对平面三级倒立摆的仿真

利用ADAMS建立了平面三级倒立摆的虚拟样机模型,并采用ADAMS与MATLAB联合控制的方式,首次完成了平面三级倒立摆的虚拟样机控制仿真。仿真结果表明,尽管X向和Y向系统采用了相同的控制器且初始参数设置完全一样,但仿真结果二者存在一定的区别,这证明了X向和Y向系统存在耦合现象。此外,利用ADAMS与MATLAB联合进行系统的控制仿真,能即时反映控制算法的效果,具有很大的推广价值。     

MATLAB的虚拟倒立摆仿真

利用MATLAB提供的V-Realm Builder建立倒立摆三维虚拟场景，用MATLAB的虚拟现实工具箱将倒立摆三维虚拟场景和Simulink中倒立摆仿真模型连接起来，实现了虚拟倒立摆的仿真。     

倒立摆系统的建模及MATLAB仿真

通过建立倒立摆系统的数学模型，应用状态反馈控制配置系统极点设计倒立摆系统的控制器，实现其状态反馈，从而使倒立摆系统稳定工作。之后通过MATLAB软件中Simulink工具对倒立摆的运动进行计算机仿真，仿真结果表明，所设计方法可使系统稳定工作并具有良好的动静态性能。     

单级倒立摆的模糊控制应用

随着被控对象的日趋复杂,对控制性能的要求不断提高,传统控制理论对解决复杂系统无能为力。该文将人工智能中的模糊控制引入倒立摆控制系统,以提高控制要求,改善控制精度。通过仿真实验表明这种控制思路是可行的,效果良好。     

基于SIRM的倒立摆模糊控制器

探讨了倒立摆控制中的一些方法和应用，指出了通常模糊控制规则过于复杂的问题，设计了基于SIRM(单输入规则模块)的模糊控制器，既解决了模糊控制规则复杂的问题，又实现了倒立摆的快速稳定。最后，通过仿真验证了控制系统的效果。