倒立擺系統(tǒng)是一個典型的多變量、非線性、強耦合和快速運動的自然不穩(wěn)定高階系統(tǒng)。實現(xiàn)倒立擺的精確控制對工業(yè)復雜對象的控制有著不可估量的工程應用價值,同時倒立擺的研究在雙足機器人行走、火箭發(fā)射過程的姿態(tài)調(diào)整和直升機飛行控制領(lǐng)域中有重要的現(xiàn)實意義。本文以固高直線倒立擺系統(tǒng)為研究對象,主要采用模糊邏輯控制理論研究了多級倒立擺控制系統(tǒng)的仿真和實物實現(xiàn)問題。論文主要工作如下: 1.分析了倒立擺系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和運動特性,采用拉格朗日方法和牛頓-歐拉方法分別建立了二級倒立擺和三級倒立擺系統(tǒng)的數(shù)學模型,接著對倒立擺系統(tǒng)進行了定性分析,證明了倒立擺系統(tǒng)的開環(huán)系統(tǒng)是不穩(wěn)定的,但在平衡點附近是完全能控和能觀測的,同時闡明了三級倒立擺的相對能控度比二級小很多,說明其控制難度更大。 2.對二級倒立擺,設(shè)計了極點配置反饋控制器和線性二次型最優(yōu)狀態(tài)反饋控制器;闡述了基于系統(tǒng)理想閉環(huán)響應曲線法制定模糊控制規(guī)則庫的思想,減少了以往依靠專家經(jīng)驗或熟練操作工人的實際經(jīng)驗制定控制規(guī)則庫帶來的主觀性誤差,在此基礎(chǔ)上獲取了倒立擺模糊控制規(guī)則庫。詳細闡述了二級倒立擺系統(tǒng)的基于狀態(tài)變量合成的模糊控制器和狀態(tài)變量分層模糊控制器的設(shè)計思想和...

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.1模糊控制系統(tǒng)的基本構(gòu)架F19.2.1ElementaryframeoffuZZ)eontrolsystem

2.3.1.1模糊邏輯控制系統(tǒng)的組成模糊控制屬于計算機數(shù)字控制的一種形式，因此，模糊控制系統(tǒng)的組成類似于一般數(shù)字控制系統(tǒng)，其基本原理框圖如圖2.1所示。廠一~一一~~一~-一~~~~一~-一~一~~一~-一一一~一一_一二一知褲:_…一一....

圖3.n小車受力情況

圖3.n小車受力情況F19.3.11Foreebearingofeart.16)代入(3.15)并注意式(3.7)，可以得到描述小車運a�！�+藝a，eos只交·、一f0‘+藝a，sin只必J二12=1、(3.11)、(3.14)、(3.17)，可以得到描述三級倒私(‘)藝二H:(....

圖5.19基于E和EC的輸出函數(shù)y(E，EC)的三維映射曲面

一612l一6n︶l一6一l一，J一I一，︸一，二一r。一]圖5.18論域Z上的模糊劃分的峰點F19.5.18PeakPointoffozZyPartitiononuniverseZ表5.3基于E和君C的模糊控制規(guī)則表Tab.5.3Fu乙馬ruletablebasedonEand....

圖66二級倒立擺穩(wěn)定時的照片

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本文編號：3981463