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以固高GIP-200L二轴倒立摆实验系统为对象,研究了二轴倒立摆系统的平衡控制问题。首先利用拉格朗日方法建立了二轴倒立摆系统的数学模型,利用极点配置方法进行控制器设计,然后在Matlab环境下利用Simulink对倒立摆系统进行了非线性仿真研究。实验结果表明本文所设计的控制器能够达到倒立摆系统的平衡控制要求。 相似文献
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倒立摆系统以其自身的不稳定性为系统的平衡提出了难题,也因此成为自动控制实验中验证控制算法优劣的极好的实验装置.文章分析了单级倒立摆的系统结构、数学模型以及系统的稳定性和可控性,采用BP神经网络控制对倒立摆进行了成功的控制,并在MATLAB中获得了良好的仿真效果. 相似文献
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当倒立摆的摆角和摆速在一定范围内变化时,分别采用三个模糊集"负、零、正",对倒立摆系统的数学模型方程进行模糊化,得到7条Sugeno型模糊规则,根据系统参数及摆角和摆速的值,得到对应模糊规则下倒立摆系统的数学模型方程,然后对每个区域选择期望的闭环极点,设计出极点配置状态反馈控制器,对倒立摆系统进行控制,仿真结果力证了此方法的有效性。 相似文献
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设计一个虚拟倒立摆实验系统,用于自动化专业基础课的课堂演示和实验教学。首先,在Simulink环境下,建立倒立摆基于状态观测器的反馈控制系统仿真模型;然后,利用Pro/ENGINEER和3DMAX软件建立倒立摆虚拟现实仿真模型;最后,借助于MATLAB虚拟现实工具箱对虚拟倒立摆进行可视化控制,实现虚拟场景和Simulink模型的联合仿真,可以直观地观察控制效果。 相似文献
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倒立摆控制系统是典型的非线性系统。通过Simulink仿真研究了线性系统二次型最优控制和极点配置控制对倒立摆控制效果,表明二次型最优控制具有较好的控制效果。 相似文献
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《实验室研究与探索》2015,(5)
由于直线二级倒立摆系统中,小车和倒立摆速度不能直接测量,所以尝试采用基于输出反馈控制器的鲁棒H∞控制方法对二级倒立摆进行控制。首先,利用Lyapunov稳定性理论并结合LMI技术进行输出反馈控制器的设计,然后在Matlab环境下对倒立摆系统进行仿真研究。实验结果表明,本文所设计的输出反馈控制器是令人满意的。 相似文献
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远程斜支架倒立摆算法控制 总被引：1，自引：1，他引：0
提出利用算法控制算法,实现了校园内远程控制实验对象--斜支架倒立摆系统的起摆及稳摆控制.建立了斜支架倒立摆系统的数学模型,设计了模糊控制器,并对该系统进行了计算机仿真,通过远程的数据传递,将该控制算法用于实际的被控对象中.实验证明,该算法有很好的控制效果. 相似文献
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旋转式倒立摆系统控制策略研究 总被引：1，自引：0，他引：1
介绍了一种新型的旋转式倒立摆实验装置,对其系统模型进行动力学分析,建立了一个四阶状态空间方程。分别采用状态反馈和最优控制方法对其进行仿真研究,在此基础上实现倒立摆实时稳定控制。 相似文献
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一阶倒立摆的 PID 控制 总被引：2，自引：0，他引：2
倒立摆系统是自动控制理论课的理想实验对象，本文介绍了一阶倒立摆系统的构成和数学模型，设计了PID控制器，在MATLAB环境下进行仿真，并在实验装置上进行了实验。 相似文献
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针对现有倒立摆实验平台占地空间大、价格贵,控制器接口封闭等问题,该文设计出结构紧凑,硬件可视化、接口开放化、模块化的倒立摆实验平台。首先建立了直线倒立摆数学模型,并搭建出控制系统仿真模型。然后结合根轨迹法和SISO工具完成位置环和角度环的控制器设计与仿真,同时对控制系统进行仿真与波形分析。构建基于微处理器的直线倒立摆实验平台,最后进行软硬件实验测试与结果分析。实验结果表明,所提出的控制策略可以实现倒立摆直立控制,直线倒立摆实验平台能满足综合性实验教学要求,有利于提高学生设计、应用、创新及解决实际工程问题的能力。 相似文献
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在 FPGA 上设计部署模糊自适应 PID 算法,并针对典型的自动控制对象——直线倒立摆完成稳摆控制,以验证该算法的硬件可实现性。在直线倒立摆模型基础上,运用模糊控制理论对 PID 参数进行自适应整定,再根据模糊 PID 处理过程,结合离散 PID 算法,采用半查表加半计算方式,在 Quartus II 及 Modelsim 平台上完成 Verilog HDL 的硬件编程设计与仿真。通过 Simulink 仿真比较可知,模糊自适应 PID 相对于经典 PID 控制的响应性能指标更优,最后基于 EP4CE6E22C8N 芯片,以较少的资源开销实现了控制器设计。基于 FPGA的模糊自适应 PID 控制器能够充分利用该器件特性,凸显模糊自适应 PID 算法优势,实现对倒立摆的实时控制。 相似文献
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基于固高公司的一级倒立摆设备,设计了一个适用于控制一级倒立摆的结构简单的模糊控制器,并通过MATLAB仿真平台实时控制摆杆的角度和小车的位移。研究结果表明,该算法相对于其它算法具有简单、实时跟踪效果好等特性。 相似文献
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状态反馈最优控制器设计及仿真 总被引：1，自引：0，他引：1
阐述了线性二次型状态反馈控制器的原理及设计方法,给出了最优状态观测器的存在条件,以及基于最优观测器的最优控制理论．以一级倒立摆为受控对象,通过Matlab仿真实验研究讨论了加权矩阵Q和R的变化对最优控制系统的影响问题,通过最优控制器与PID控制器控制效果进行比较,得出了最优控制器性能更好的结论． 相似文献
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单级旋转倒立摆系统是一种典型的非线性、不稳定的控制对象和广泛应用的物理模型。本文介绍了单级旋转倒立摆的构成以及系统结构,并设计了模糊控制器。以加拿大Quanser公司生产的旋转倒立摆系统为研究对象,进行了实验研究。实验结果表明该模糊控制器在动态指标和稳态精度方面都有明显的优越性。 相似文献
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杨纪寿 《柳州职业技术学院学报》2009,9(2):66-70
三级倒立摆系统有8个状态变量,直接设计模糊控制器必然会导致规则爆炸,推理时间过长,控制器的实时性难以满足系统快速性的要求。小车位移以及速度与摆杆角度及摆杆角速度存在很大的耦合关系,融合函数实现了将单一模糊控制策略转化为多级控制策略嵌套,实现输入变量的降维。实验结果表明基于信息融合的模糊控制算法使系统具有良好的动态特性和一定的鲁棒性。 相似文献