平面倒立摆自适应滑模模糊控制 被引量：15

1

作者 段学超 仇原鹰 段宝岩 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期774-777,782,共5页

采用拉格朗日方程建立平面倒立摆的动力学模型,并将其在平衡位置进行线性化,得到了系统在X和Y两个正交控制方向解耦的近似模型.针对每一个控制方向上由互相耦合的基座小车定位子系统和摆杆镇定子系统组成的欠驱动系统,设计了自适应滑模... 采用拉格朗日方程建立平面倒立摆的动力学模型,并将其在平衡位置进行线性化,得到了系统在X和Y两个正交控制方向解耦的近似模型.针对每一个控制方向上由互相耦合的基座小车定位子系统和摆杆镇定子系统组成的欠驱动系统,设计了自适应滑模模糊控制器,实现了基座小车沿圆周行走条件下摆杆的运动平衡控制.行走实验验证了所提出控制算法的有效性. 展开更多

关键词 平面倒立摆 解耦 欠驱动系统 自适应滑模 模糊控制

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平面二级倒立摆的圆周行走与镇定控制 被引量：14

2

作者 段学超 仇原鹰 盛英 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第12期1337-1340,共4页

采用拉格朗同方程建立了平面二级倒立摆的非线性动力学模型,将其在平衡位置线性化,得到系统在两个正交控制方向解耦的近似模型.针对每一个方向上由互相耦合的基座小车定位子系统和摆杆镇定子系统所组成的六阶欠驱动系统,设计了自适应滑... 采用拉格朗同方程建立了平面二级倒立摆的非线性动力学模型,将其在平衡位置线性化,得到系统在两个正交控制方向解耦的近似模型.针对每一个方向上由互相耦合的基座小车定位子系统和摆杆镇定子系统所组成的六阶欠驱动系统,设计了自适应滑模模糊控制器,实现了基座小车沿圆周行走条件下摆杆的镇定控制,验证了该控制算法对欠驱动、不稳定、多变量耦合系统的有效性. 展开更多

关键词 平面二级倒立摆 解耦 欠驱动系统 自适应滑模模糊控制

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基于T-S型的平面倒立摆双闭环模糊控制研究 被引量：11

3

作者 侯涛 范多旺 杨剑锋 《控制工程》 CSCD 北大核心 2012年第5期753-756,共4页

针对多变量、非线性、强耦合的平面一级倒立摆系统,设计了双闭环模糊控制器。在系统数学模型的基础上,将平面一级倒立摆系统近似分解成2个非耦合的独立运动,然后利用极点配置的反馈控制方法,设计了2个模糊控制器,分别控制两个独立运动... 针对多变量、非线性、强耦合的平面一级倒立摆系统,设计了双闭环模糊控制器。在系统数学模型的基础上,将平面一级倒立摆系统近似分解成2个非耦合的独立运动,然后利用极点配置的反馈控制方法,设计了2个模糊控制器,分别控制两个独立运动。解决了模糊控制规则数随输入变量数指数增加问题,降低了倒立摆控制系统设计的难度和复杂度。 展开更多

关键词 平面倒立摆 双闭环反馈控制 模糊控制 极点配置

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基于动觉图式的平面倒立摆摆起控制 被引量：3

4

作者 么健石 龙德 徐心和 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期531-534,共4页

为实现平面倒立摆非线性系统的摆起控制,提出了一种基于动觉图式的仿人智能控制策略·该策略通过系统在线特征辨识与特征记忆,开闭环相结合的多模态控制以及直觉逻辑推理机制,使倒立摆摆杆从稳定平衡点摆起到不稳定平衡点并稳定不倒... 为实现平面倒立摆非线性系统的摆起控制,提出了一种基于动觉图式的仿人智能控制策略·该策略通过系统在线特征辨识与特征记忆,开闭环相结合的多模态控制以及直觉逻辑推理机制,使倒立摆摆杆从稳定平衡点摆起到不稳定平衡点并稳定不倒·仿真实验的结果证明:这种定性推理与定量控制相结合的智能控制器可以对具有复杂非线性、强耦合、自然不稳定特性的平面倒立摆系统实现摆起控制,同时也为其他非线性多变量系统的控制提供了有效方法· 展开更多

关键词 动觉图式 仿人智能控制 非线性控制 平面倒立摆 摆起控制

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平面一级倒立摆的双闭环模糊控制研究 被引量：4

5

作者 侯涛 牛宏侠 《兰州交通大学学报》 CAS 2011年第4期11-14,20,共5页

针对多变量、非线性的平面倒立摆系统,设计了双闭环模糊控制.在该方法中,先将平面一级倒立摆系统进行近似分解成两个非耦合的独立运动,然后设计两个模糊控制器对两个独立运动分别进行控制,降低了系统设计的难度和复杂度.最后,用模糊逻... 针对多变量、非线性的平面倒立摆系统,设计了双闭环模糊控制.在该方法中,先将平面一级倒立摆系统进行近似分解成两个非耦合的独立运动,然后设计两个模糊控制器对两个独立运动分别进行控制,降低了系统设计的难度和复杂度.最后,用模糊逻辑推理和SIMULINK仿真程序,对所设计的方案进行了仿真,仿真结果表明了方案的正确性和有效性. 展开更多

关键词 平面倒立摆 双闭环 模糊控制 T-S模型

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平面倒立摆系统的自校正仿人协调控制 被引量：4

6

作者 唐永川 刘枫 +2 位作者 祁虔 李祖枢 高帆 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第10期94-104,共11页

针对平面倒立摆系统的多变量、强耦合特性,在充分分析其物理特性后,设计出X和Y方向的摆杆/小车九点控制器,并结合摆杆优先级高于小车原则,提出了自校正仿人协调控制方案,实现了平面倒立摆系统各耦合变量之间的协调解耦,进而完成系统的... 针对平面倒立摆系统的多变量、强耦合特性,在充分分析其物理特性后,设计出X和Y方向的摆杆/小车九点控制器,并结合摆杆优先级高于小车原则,提出了自校正仿人协调控制方案,实现了平面倒立摆系统各耦合变量之间的协调解耦,进而完成系统的无模型稳定控制.该方案模拟人的智能,体现人认识物理对象特性的过程,是一种表达人类控制经验、逻辑的新型方案.鲁棒性实验表明该方案简单有效且具有良好的鲁棒性. 展开更多

关键词 平面倒立摆 自校正 仿人协调 鲁棒性

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基于自适应模糊PID平面倒立摆的建模与仿真 被引量：4

7

作者 王子涛 王家军 何杰 《杭州电子科技大学学报（自然科学版）》 2010年第4期86-91,共6页

该文采用拉格朗日方程建立平面倒立摆系统的动力学模型,并通过X轴和Y轴两个方向分步控制,将非线形、强耦合、多变量的平面倒立摆系统数学模型进行非线形解耦,得到X轴和Y轴方向解耦的非线形倒立摆模型,并设计了自适应模糊PID控制器。证... 该文采用拉格朗日方程建立平面倒立摆系统的动力学模型,并通过X轴和Y轴两个方向分步控制,将非线形、强耦合、多变量的平面倒立摆系统数学模型进行非线形解耦,得到X轴和Y轴方向解耦的非线形倒立摆模型,并设计了自适应模糊PID控制器。证实了自适应模糊PID控制策略稳定时间短,同时使系统具有良好的鲁棒性。 展开更多

关键词 平面倒立摆系统 解耦 自适应模糊控制

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基于LQR控制算法的平面倒立摆控制研究 被引量：2

8

作者 郭超 王家军 俞枭辰 《杭州电子科技大学学报（自然科学版）》 2013年第4期58-61,共4页

该文采用基于能量的拉格朗日方程详细分析了平面倒立摆的数学模型,根据平面倒立摆系统的控制特性对数学模型进行解耦分析,并给出了平面倒立摆系统的线性近似化状态方程。在此基础上,该文对平面倒立摆控制进行LQR算法设计,并在固高科技... 该文采用基于能量的拉格朗日方程详细分析了平面倒立摆的数学模型,根据平面倒立摆系统的控制特性对数学模型进行解耦分析,并给出了平面倒立摆系统的线性近似化状态方程。在此基础上,该文对平面倒立摆控制进行LQR算法设计,并在固高科技公司的GPIP2001型平台上对控制算法进行了实验验证,实验结果证明了算法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 平面倒立摆 线性二次最优控制 拉格朗日方程

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平面倒立摆建模与最优控制算法的研究

9

作者 杜海英 陈晓云 +1 位作者 王娟 金明珠 《微计算机信息》 2010年第34期1-3,87,共4页

倒立摆系统是一个多变量、非线性、高阶次、强耦合、欠驱动的自然不稳定系统,是自动控制理论教学和研究中典型的物理模型。本文以平面倒立摆系统为研究对象,使用拉格朗日方程建立了多级平面倒立摆的数学模型。采用线性二次最优控制算法... 倒立摆系统是一个多变量、非线性、高阶次、强耦合、欠驱动的自然不稳定系统,是自动控制理论教学和研究中典型的物理模型。本文以平面倒立摆系统为研究对象,使用拉格朗日方程建立了多级平面倒立摆的数学模型。采用线性二次最优控制算法,分别设计了LQR及LQR-模糊控制器,实现平面多级倒立摆的平衡控制,结论证明了本文设计的LQR控制器有很好的稳定性、鲁棒性和适应性。 展开更多

关键词 平面倒立摆 线性二次最优控制 拉格朗日方程

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基于LQR的平面二级倒立摆控制策略研究 被引量：7

10

作者 张蛟龙 宋运忠 《自动化技术与应用》 2009年第12期1-4,134,共5页

本文对平面二级倒立摆运用分析动力学方法建立其数学模型,以LQR理论设计了平面倒立摆的最优控制器,在此基础上运用变量融合技术设计了参数自调整双模糊控制器,从而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... 本文对平面二级倒立摆运用分析动力学方法建立其数学模型,以LQR理论设计了平面倒立摆的最优控制器,在此基础上运用变量融合技术设计了参数自调整双模糊控制器,从而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.应用所设计两种控制器进行系统仿真与实时控制实验,其结果证明两种控制器都能保证良好的控制精度,响应速度快,有良好的稳定性和鲁棒性。 展开更多

关键词 平面二级倒立摆 LQR 模糊控制 量化因子

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平面一级倒立摆的滑模控制研究 被引量：8

11

作者 孔凡国 刘锡林 钟廷志 《机械设计与制造》 北大核心 2011年第3期133-135,共3页

应用滑模变结构理论对平面一级倒立摆系统的稳摆控制进行了研究。在介绍平面一级倒立摆线性化模型的基础上,通过优化控制理论设计了滑模控制器的切换函数s(x)使滑动模态渐近稳定且滑动运动具有良好品质;设计了滑模控制器的控制律u±... 应用滑模变结构理论对平面一级倒立摆系统的稳摆控制进行了研究。在介绍平面一级倒立摆线性化模型的基础上,通过优化控制理论设计了滑模控制器的切换函数s(x)使滑动模态渐近稳定且滑动运动具有良好品质;设计了滑模控制器的控制律u±(x)使被控系统满足到达条件并削弱控制过程中的抖振。仿真和实验结果显示,摆杆可以很长时间竖直不倒,并且系统具有较强的鲁棒性,在施加一定干扰的情况下,系统可以很快回到平衡位置。 展开更多

关键词 平面一级倒立摆 滑模控制 指数趋近律

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平面一级倒立摆的稳定控制 被引量：4

12

作者 王国政 李虹 董宗慧 《工业控制计算机》 2013年第3期36-37,39,共3页

平面倒立摆系统是进行控制理论研究的理想实验平台。在对平面一级倒立摆进行运动学和动力学分析的基础上,采用拉格朗日方程建立了它的动力学模型。分别设计了LQR控制器和模糊控制器,应用所设计的控制器对倒立摆系统进行了实时控制实验... 平面倒立摆系统是进行控制理论研究的理想实验平台。在对平面一级倒立摆进行运动学和动力学分析的基础上,采用拉格朗日方程建立了它的动力学模型。分别设计了LQR控制器和模糊控制器,应用所设计的控制器对倒立摆系统进行了实时控制实验。验证了两种控制方法的优缺点。 展开更多

关键词 平面一级倒立摆 建模 LQR控制 模糊控制

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基于性能协调的平面二级倒立摆控制 被引量：3

13

作者 宋运忠 张蛟龙 张伟 《控制工程》 CSCD 北大核心 2011年第2期258-261,共4页

针对平面二级倒立摆系统具有的多变量、非线性、强耦合、稳定控制实时性和快速性要求高的特点,设计了利用协调因子优化控制效果的改进型LQR控制器。运用分析动力学方法对倒立摆建立数学模型,以LQR理论设计了平面倒立摆的最优控制器,在... 针对平面二级倒立摆系统具有的多变量、非线性、强耦合、稳定控制实时性和快速性要求高的特点,设计了利用协调因子优化控制效果的改进型LQR控制器。运用分析动力学方法对倒立摆建立数学模型,以LQR理论设计了平面倒立摆的最优控制器,在此基础上加入性能协调因子,它能根据状态变量的变化实时调整控制作用的大小,进而对LQR输出的预控制作用进行精细处理,优化控制作用,进一步改善控制效果,经系统仿真与实验室实时控制验证,其结果表明这种控制器设计简单,实时性好,并能同时保证在不同的运行条件下具有较高的控制精度,较快的响应速度,良好的稳定性和鲁棒性。 展开更多

关键词 平面二级倒立摆 LQR 协调因子 实时控制

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平面二级倒立摆的线性二次最优控制 被引量：3

14

作者 赵文龙 陈能祥 +1 位作者 曹博 李俊 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2013年第11期56-59,196,共5页

采用Lagrange方程建立了平面二级倒立摆的非线性动力学模型,将其在平衡位置附近进行线性化,得到系统在2个正交控制方向解耦的近似模型。根据最优控制理论设计了系统的线性二次最优调节器,并利用Visual C++6.0和Visual Basic 6.0实现了... 采用Lagrange方程建立了平面二级倒立摆的非线性动力学模型,将其在平衡位置附近进行线性化,得到系统在2个正交控制方向解耦的近似模型。根据最优控制理论设计了系统的线性二次最优调节器,并利用Visual C++6.0和Visual Basic 6.0实现了人机交互,实时控制在多媒体定时器中断服务函数内实现,自主搭建了一套平面二级倒立摆实验平台。系统成功实现稳摆控制,仿真及实验结果表明建立平面二级倒立摆解耦模型的合理性与控制算法的有效性。 展开更多

关键词 平面二级倒立摆 建模 解耦 线性二次最优控制 多媒体定时器

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平面二级倒立摆自适应滑模控制器设计 被引量：2

15

作者 张伟 张蛟龙 宋运忠 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2012年第1期123-126,159,共5页

研究平面二级倒立摆系统稳定性和速度特性优化问题,由于倒立摆系统的外界扰动的不确定性,建立平面二级倒立摆的数学模型,应用变结构控制理论(SMC)和模糊逻辑系统设计了自适应滑模控制器,把趋近律和切换控制的模糊化相结合,采用模糊系统... 研究平面二级倒立摆系统稳定性和速度特性优化问题,由于倒立摆系统的外界扰动的不确定性,建立平面二级倒立摆的数学模型,应用变结构控制理论(SMC)和模糊逻辑系统设计了自适应滑模控制器,把趋近律和切换控制的模糊化相结合,采用模糊系统调整趋近速率的大小,在加快趋近速度的同时用模糊逼近切换控制,为减少控制量的抖振和优化控制系统,同时倒立摆控制具有了滑模控制对外界扰动和参数摄动的不变性。进行仿真的结果验证了控制器的稳定性,表明控制器系统能保证在不同的运行条件下具有快速性和鲁棒性。 展开更多

关键词 平面二级倒立摆 自适应滑模控制器 模糊逼近

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利用ADAMS与MATLAB对平面三级倒立摆的仿真

16

作者 孔凡国 相飞 钟廷志 《工业仪表与自动化装置》 2012年第3期3-4,30,共3页

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... 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。 展开更多

关键词 三级倒立摆 ADMS软件 虚拟样机 仿真

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不确定平面二级倒立摆的鲁棒自适应控制

17

作者 王红旗 毛啊敏 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第11期31-34,54,共5页

为提高倒立摆控制系统的抗扰动能力,降低其对未建模动态等的敏感度,研究了不确定平面二级倒立摆的鲁棒自适应控制器的设计方法。把倒立摆动力学模型分解为确定和不确定两部分,用一个非线性参数化模糊逻辑系统逼近平面二级倒立摆的不确... 为提高倒立摆控制系统的抗扰动能力,降低其对未建模动态等的敏感度,研究了不确定平面二级倒立摆的鲁棒自适应控制器的设计方法。把倒立摆动力学模型分解为确定和不确定两部分,用一个非线性参数化模糊逻辑系统逼近平面二级倒立摆的不确定动态,采用李雅普诺夫稳定性理论推导出使平面二级倒立摆的状态误差渐近收敛的鲁棒控制器及自适应律。理论分析和仿真结果表明所提出的控制算法是有效的。 展开更多

关键词 平面二级倒立摆 模糊逻辑系统 李雅普诺夫稳定性理论

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