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对具有非线性、多变量特性的一阶倒立摆系统镇定控制问题进行研究.设计一种基于固定时间降维观测器的最优镇定控制算法.针对实际的倒立摆速度信息与角速度信息不可测的问题，设计固定时间降维观测器，在降低观测器系统维数的同时，相较于传统的固定时间算法，其观测误差收敛时间可以任意配置，且与系统初值无关；设计最优控制性能指标函数并调节指标权重，结合降维观测器的状态反馈，实现倒立摆LQR最优镇定控制.Matlab仿真结果表明，该观测器算法与控制策略具有一定的有效性.通过中科深谷的一级倒立摆实物平台验证了该算法的实用性. 相似文献
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提出了基于52单片机和PID控制算法采用角位移传感器控制直流力矩电机的旋转倒立摆的设计方案.实验表明该倒立摆系统稳定、结构简单、成本低、控制容易,实现摆角超过-60度到60度及整个圆周运动,当摆杆处于倒立姿态时施加外力干扰,能在5s内恢复倒立,并且保持倒立时间超过10s. 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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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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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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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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基于线性二次型最优控制策略的倒立摆实验系统搭建 总被引：1，自引：0，他引：1
以自动控制领域典型的实验、教研设备——倒立摆系统作为研究对象,在建立了倒立摆系统数学模型的基础上,采用线性二次型最优策略进行控制,并利用MFC实现了人机交互,自主搭建了一套直线型一级倒立摆实验系统。系统的成功起摆与保持倒立控制的实现,验证了建模的正确性与控制方式的有效性。 相似文献
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倒立摆控制实验系统中的算法研究 总被引：1，自引：2，他引：1
本文介绍了倒立摆实验系统的工作原理，利用一种可以进行结构和参数学习的模糊神经网络成功地控制一级倒立摆。该网络是一种多层前馈网络，它将传统模糊控制器的基本要件综合到网络结构中，使该网络既具备神经网络的低级学习能力，还具备模糊逻辑系统类似人的高级推理能力。 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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倒立摆系统是典型的非线性、不稳定系统．设计了一个四维模糊控制器,选择以旋转式倒立摆的角度为优先控制,并建立了相应的控制规则,最后进行了仿真控制的分析,仿真结果表明该系统具有鲁棒性、稳定性好和算法简单的特点,可以应用在控制要求较高的场合． 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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自动控制原理是电气信息类学生的一门重要专业课,本文设计了基于倒立摆系统的自控原理辅助教学实验,使理论与实践相结合,有利于学生理解控制理论中的一些重要概念,了解实际系统的控制设计过程。同时可拓展学生的知识面,培养学生科研能力和创新思维能力。实践证明倒立摆教学实验具有很好的辅助教学效果,适于推广到一般二类本科院校的自控原理教学中。 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
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基于倒立摆对控制系统实时性要求苛刻,选择Matlab RTW实时内核的方式来满足系统对实时性的要求,将Simulink生成的仿真模型下载到目标实时内核中运行,驱动外部硬件设备,实现对倒立摆的控制。应用Matlab图形用户界面的开发环境GUIDE设计开发出界面友好、功能完善的图形用户界面,将离线仿真与实时控制有机结合起来。针对高年级本科生设计了一系列直线单级倒立摆控制实验,包括对象数学模型的建立、经典控制理论和现代控制理论几个部分。另外,对自动控制原理知识进行了扩展,开发了易于学生理解和掌握的有关鲁棒性概念的实验。 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