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单级倒立摆的PID控制研究 被引量：37
1
作者 杨世勇 徐莉苹 王培进 《控制工程》 CSCD 2007年第B05期23-24,53,共3页
对单级倒立摆系统的平衡控制问题进行了研究,分别采用PD,PI和PID三种方案实现了单级倒立摆系统的平衡控制。首先,建立系统的数学模型,然后通过仿真实验设计并整定各方案的控制器参数,将所设计的控制器分别在实际的物理设备上进行实时控... 对单级倒立摆系统的平衡控制问题进行了研究,分别采用PD,PI和PID三种方案实现了单级倒立摆系统的平衡控制。首先,建立系统的数学模型,然后通过仿真实验设计并整定各方案的控制器参数,将所设计的控制器分别在实际的物理设备上进行实时控制实验,都成功地实现了倒立摆的平衡控制。实际控制结果验证了各方案的正确性和有效性。 展开更多
关键词 倒立摆 多变量系统 PID控制
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单级倒立摆系统的仿真研究 被引量：9
2
作者 徐国林 杨世勇 《四川大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期1013-1016,共4页
对单级倒立摆系统的平衡控制问题进行了研究.首先建立了系统的数学模型,然后分别采用PID方法、最优控制策略的LQR方法和极点配置方法设计控制器,最后对控制系统进行了仿真实验研究.仿真实验结果不仅证明了三种方案对系统平衡控制的有效... 对单级倒立摆系统的平衡控制问题进行了研究.首先建立了系统的数学模型,然后分别采用PID方法、最优控制策略的LQR方法和极点配置方法设计控制器,最后对控制系统进行了仿真实验研究.仿真实验结果不仅证明了三种方案对系统平衡控制的有效性,同时也展示了它们的控制品质和特性. 展开更多
关键词 倒立摆 线性控制 仿真
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倒立摆实验系统与最优控制算法研究 被引量：1
3
作者 孙建军 王仲民 《天津职业技术师范学院学报》 2004年第4期50-52,共3页
阐述了深圳固高(Googol)公司GIP 100 L倒立摆实验系统及其在自动控制领域中的应用,对其进行了最优控制算法设计,满足了控制系统的性能要求。
关键词 倒立摆 控制系统 控制算法
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一级直线型倒立摆的控制及实现 被引量：5
4
作者 韩东方 孙小强 +1 位作者 徐志明 王银河 《汕头大学学报（自然科学版）》 2007年第2期28-32,37,共6页
研究一级直线型倒立摆的起摆、镇定与跟踪问题.采用基于Lyapunov能量反馈方法和基于精确线性化与LQR(linear quadratic regulator)算法结合的方法设计控制器,提出分阶段起摆的控制思想,并将这两种控制器有效地联系起来,最后对控制器的... 研究一级直线型倒立摆的起摆、镇定与跟踪问题.采用基于Lyapunov能量反馈方法和基于精确线性化与LQR(linear quadratic regulator)算法结合的方法设计控制器,提出分阶段起摆的控制思想,并将这两种控制器有效地联系起来,最后对控制器的跟踪性能作了讨论.仿真结果与上机实验表明了方法的有效性和优越性. 展开更多
关键词 倒立摆 起摆 精确线性化 位置跟踪
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倒立摆摆起的能量控制算法研究及仿真 被引量：4
5
作者 潘笑 肖书书 +1 位作者 张俊 阎勇 《微计算机信息》 北大核心 2008年第31期261-262,52,共3页
本文对单级小车倒立摆摆起的能量控制方法进行了研究,讨论了能量控制理论及控制策略,并用MATLAB对其进行仿真分析,仿真结果证明能够达到控制要求。
关键词 倒立摆 摆起 能量控制 MATLAB仿真
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基于模型预测控制的直线倒立摆的MATLAB和ADAMS仿真研究
6
作者 石惠文 郑杰 《工业技术与职业教育》 2023年第5期1-5,共5页
单级直线倒立摆是一个经典的、复杂的、欠驱动控制系统。模型预测控制作为一种在线优化控制方法善于处理复杂的控制问题。应用拉格朗日动力学方程建立倒立摆的动力学模型,在竖直向上平衡位置处进行线性化,得到近似线性连续状态空间方程... 单级直线倒立摆是一个经典的、复杂的、欠驱动控制系统。模型预测控制作为一种在线优化控制方法善于处理复杂的控制问题。应用拉格朗日动力学方程建立倒立摆的动力学模型,在竖直向上平衡位置处进行线性化,得到近似线性连续状态空间方程,再将其离散化,推导出线性模型预测控制公式。在MATLAB中编写控制程序,仿真结果验证了初始非平衡状态和受到外力干扰两种情况下控制效果均较好,系统可以在较短的时间内达到稳定。为了进一步验证,运用联合仿真的方法,应用ADAMS建立简化的倒立摆的虚拟样机,在Simulink环境中建立模型预测控制程序,得到一致的控制效果。两种仿真结果综合表明,合理选择控制参数,模型预测控制方法能够较快地使欠驱动倒立摆系统稳定,实现不错的控制效果。 展开更多
关键词 倒立摆 模型预测控制 联合仿真
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小车倒立摆起摆的控制算法的研究与仿真实现 被引量：3
7
作者 张磊 李长春 《工业控制计算机》 2008年第12期40-42,共3页
以小车倒立摆为控制对象分别研究Bang-Bang算法、能量控制算法以及模糊控制算法;通过MATLAB建立倒立摆起摆的机械模型,并以此为对象对三种倒立摆起摆的控制算法进行仿真;对三种算法的仿真结果进行分析。
关键词 倒立摆 起摆 Bang—Bang控制 能量控制 模糊控制 MATLAB仿真
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基于加权变量模糊控制的倒立摆控制系统 被引量：2
8
作者 陶文华 张重阳 +1 位作者 姚凌虹 高殿奎 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2008年第4期58-61,共4页
针对多变量、非线性和强耦合的二级倒立摆系统,利用最优控制反馈矩阵,综合考虑小车、下摆、上摆和模糊误差信息,加权模糊控制器输入变量。设计了分别以倒立摆的小车、下摆和上摆为主控制量设计三种加权变量模糊控制器,控制二级倒立摆系... 针对多变量、非线性和强耦合的二级倒立摆系统,利用最优控制反馈矩阵,综合考虑小车、下摆、上摆和模糊误差信息,加权模糊控制器输入变量。设计了分别以倒立摆的小车、下摆和上摆为主控制量设计三种加权变量模糊控制器,控制二级倒立摆系统稳定。仿真研究表明,以上摆为主控制量设计的加权变量模糊控制器控制效果最佳,能够得到很好的稳定效果,收敛快、精度高,表明该方法的控制效果是最有效可行的。 展开更多
关键词 倒立摆 模糊控制 最优控制 加权变量
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基于ELVIS的倒立摆二次型最优控制实验系统设计 被引量：3
9
作者 费红姿 王纪方 +2 位作者 董全 郭新莲 宋恩哲 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2016年第3期70-74,77,共6页
基于NI-ELVISⅡ虚拟仪器实验平台设计开发了倒立摆平衡控制实验系统。首先分析了倒立摆的控制原理,建立了倒立摆控制系统的数学模型,设计了二次型最优控制器;然后在LabVIEW环境中,设计了倒立摆平衡控制实验的前面板,并进行了仿真和实验... 基于NI-ELVISⅡ虚拟仪器实验平台设计开发了倒立摆平衡控制实验系统。首先分析了倒立摆的控制原理,建立了倒立摆控制系统的数学模型,设计了二次型最优控制器;然后在LabVIEW环境中,设计了倒立摆平衡控制实验的前面板,并进行了仿真和实验研究。实验结果表明:该倒立摆实验系统具有良好的创新性,利用此系统学生可以自行开发不同的控制方法,从而激发学生学习控制理论的兴趣,调动学生的主动性,进一步提高实验教学质量。 展开更多
关键词 虚拟仪器 倒立摆 ELVIS 二次型最优控制
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倒立摆与控制理论研究 被引量：3
10
作者 杨世勇 刘殿通 谭翚 《自动化技术与应用》 2011年第5期1-3,11,共4页
介绍了倒立摆系统的几种主要控制方法,如线性控制、模糊控制、拟人智能控制和鲁棒控制,分析了各种方法的特点以及它们之间的联系,对各种方法的优缺点进行了评价。通过上述内容的介绍与探讨,充分展示了倒立摆作为一个典型控制对象,在控... 介绍了倒立摆系统的几种主要控制方法,如线性控制、模糊控制、拟人智能控制和鲁棒控制,分析了各种方法的特点以及它们之间的联系,对各种方法的优缺点进行了评价。通过上述内容的介绍与探讨,充分展示了倒立摆作为一个典型控制对象,在控制理论研究中的重要地位。最后,揭示了研究倒立摆控制问题的现实意义,并对这一领域的前景提出展望。 展开更多
关键词 倒立摆 复杂系统 控制方法
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二级倒立摆的加权变量变论域模糊控制 被引量：2
11
作者 王生铁 孙晓敏 《内蒙古工业大学学报（自然科学版）》 2007年第3期170-174,共5页
本文针对二级倒立摆多变量、非线性、强耦合、自然不稳定的特点,结合极点配置、变量加权和变论域模糊控制方法,提出了加权变量变论域模糊控制策略,较好地解决了控制精度和模糊规则数之间的矛盾,取得了良好的控制效果.仿真结果验证了所... 本文针对二级倒立摆多变量、非线性、强耦合、自然不稳定的特点,结合极点配置、变量加权和变论域模糊控制方法,提出了加权变量变论域模糊控制策略,较好地解决了控制精度和模糊规则数之间的矛盾,取得了良好的控制效果.仿真结果验证了所论控制策略的正确性和有效性. 展开更多
关键词 倒立摆 变论域 模糊控制
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基于反演滑模变结构控制的倒立摆系统跟踪控制设计 被引量：2
12
作者 高兴华 耿德旭 +1 位作者 高玉峰 马惜平 《北华大学学报（自然科学版）》 CAS 2008年第6期559-562,共4页
针对倒立摆系统滑模控制的抖动和动态性能指标不理想的问题,提出了一种新型的反演滑模控制方法进行跟踪控制,使倒立摆系统具有了很好的快速跟踪性和稳定性,而且控制器设计简单,便于广泛应用.
关键词 滑模控制 倒立摆 反演滑模
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基于倒立摆系统前馈型神经网络实验的开发 被引量：2
13
作者 陈雯柏 湛力 +1 位作者 高翔宇 李昊 《实验技术与管理》 CAS 2007年第7期34-37,共4页
介绍一个基于MATLAB／SIMULINK和直线一级倒立摆系统的前馈型人工神经网络的实验方案。设计了一级倒立摆系统BP神经网络控制器，并完成了仿真和实物控制实验。实验结果有利于对前馈型人工神经网络的本质认识。
关键词 前馈神经网络 神经控制 倒立摆 实验设计
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基于Riccati方程的二级倒立摆控制 被引量：1
14
作者 郑长义 王广德 +1 位作者 刘宏 王健 《吉林师范大学学报（自然科学版）》 2006年第2期107-108,共2页
给一组二级倒立摆实验系统设计控制规律．真对控制目的,对该系统进行了数学建模,求出了线性化的系统状态空间,根据平衡控制特点,选定目标函数．基于Riccati方程算法,对不同控制权进行试验．通过MATLAB ,最终求出一组合适的控制律,并给... 给一组二级倒立摆实验系统设计控制规律．真对控制目的,对该系统进行了数学建模,求出了线性化的系统状态空间,根据平衡控制特点,选定目标函数．基于Riccati方程算法,对不同控制权进行试验．通过MATLAB ,最终求出一组合适的控制律,并给出了仿真结果．在此控制律下,改变状态空间的参数,仿真曲线几乎不变,证明系统有鲁棒性． 展开更多
关键词 倒立摆 RICCATI 算法 控制律
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二级倒立摆的滑模变结构控制 被引量：1
15
作者 刘慧文 王生铁 +1 位作者 李慧静 袁珩迪 《内蒙古工业大学学报（自然科学版）》 2014年第2期117-124,共8页
倒立摆是检验控制算法性能优劣的理想装置。本文以二级倒立摆为控制对象,研究对其实现有效控制的滑模变结构控制策略。在深入研究变结构控制指数趋近律数学本质的基础上,以仿真研究为手段,绘出了其核心参数与倒立摆状态变量性能指标之... 倒立摆是检验控制算法性能优劣的理想装置。本文以二级倒立摆为控制对象,研究对其实现有效控制的滑模变结构控制策略。在深入研究变结构控制指数趋近律数学本质的基础上,以仿真研究为手段,绘出了其核心参数与倒立摆状态变量性能指标之间的关系曲线。而后根据倒立摆的控制要求,结合曲线走势选定了一组较优的参数。最后使用这组参数进行了仿真实验研究,同时与状态反馈进行了比较,结果表明,滑模变结构控制策略在控制范围和鲁棒性两个方面优于状态反馈控制策略。 展开更多
关键词 倒立摆 滑模变结构控制 仿真
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一种基于柔性逻辑的控制方法研究 被引量：1
16
作者 付利华 何华灿 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2009年第2期158-161,189,共5页
模糊控制是基于领域专家所给出的模糊控制规则来实现对系统的控制,这些模糊控制规则粗略地描述了控制器输入和输出之间的关系。模糊控制采用的是一种分段逼近的思想,因此在对高阶和多输入等实际复杂系统控制过程中,模糊控制存在控制规... 模糊控制是基于领域专家所给出的模糊控制规则来实现对系统的控制,这些模糊控制规则粗略地描述了控制器输入和输出之间的关系。模糊控制采用的是一种分段逼近的思想,因此在对高阶和多输入等实际复杂系统控制过程中,模糊控制存在控制规则组合爆炸和控制精度不高两大问题。从常规二维模糊控制器的输入变量误差E和误差变化率EC的基本物理意义出发,深入分析它们之间所蕴含的逻辑关系,指出这种关系的本质就是泛逻辑学中的泛组合关系,可用简单的泛组合运算代替复杂的模糊规则推理过程。据此提出了一种柔性逻辑控制方法,可实现对复杂系统的精确控制。最后,一级倒立摆的实物实验结果证明了该方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 泛逻辑 泛组合运算模型 柔性逻辑控制 模糊控制 倒立摆
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倒立摆滑模变结构控制器的设计与实现 被引量：1
17
作者 刘慧文 王生铁 +1 位作者 张计科 李慧静 《内蒙古工业大学学报（自然科学版）》 2013年第3期214-219,共6页
倒立摆是检验控制算法性能优劣的理想装置,滑模变结构控制策略以其滑动模态的完全鲁棒性而备受关注。本文以天龙I型倒立摆为控制对象,研究对其实现有效控制的滑模变结构控制策略。首先建立了倒立摆的数学模型;其次根据模型特点设计了滑... 倒立摆是检验控制算法性能优劣的理想装置,滑模变结构控制策略以其滑动模态的完全鲁棒性而备受关注。本文以天龙I型倒立摆为控制对象,研究对其实现有效控制的滑模变结构控制策略。首先建立了倒立摆的数学模型;其次根据模型特点设计了滑模变结构控制器,最后通过仿真和实物控制两种手段,验证了所论控制策略的正确性和可行性。 展开更多
关键词 倒立摆 滑模变结构控制 仿真 实物控制
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单级倒立摆神经网络控制及MATLAB仿真
18
作者 莫永新 孙红兵 《连云港师范高等专科学校学报》 2007年第3期100-103,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 倒立摆 数学模型 BP神经网络 控制系统
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基于BP神经网络特定学习的单级倒立摆控制方法
19
作者 崔岫峰 许晓东 《广西科学院学报》 2009年第2期95-97,共3页
利用BP神经网络的特定学习算法,以单级倒立摆为控制对象设计一个四输入/单输出、包含5个隐层单元的3层BP神经网络控制器,提出一种新的单级倒立摆控制方法,然后通过M atlab 6.5数值计算软件对这种新的单级倒立摆控制方法进行仿真.仿真结... 利用BP神经网络的特定学习算法,以单级倒立摆为控制对象设计一个四输入/单输出、包含5个隐层单元的3层BP神经网络控制器,提出一种新的单级倒立摆控制方法,然后通过M atlab 6.5数值计算软件对这种新的单级倒立摆控制方法进行仿真.仿真结果表明,该方法具有较好的收敛性,是一种有效的控制方法. 展开更多
关键词 倒立摆 BP神经网络 特定学习
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拟人智能控制三级倒立摆 被引量：13
20
作者 张飞舟 沈程智 范跃祖 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2000年第2期17-20,共4页
文章主要阐述一种拟人智能控制三级倒立摆的方法。其控制策略可以不依靠精确的数学模型，而借助人的控制经验、直觉和计算机技术，将定性分析与定量估算有机地结合，从而形成一种有效的控制规律。实验结果表明，该方法对被控对象的状态... 文章主要阐述一种拟人智能控制三级倒立摆的方法。其控制策略可以不依靠精确的数学模型，而借助人的控制经验、直觉和计算机技术，将定性分析与定量估算有机地结合，从而形成一种有效的控制规律。实验结果表明，该方法对被控对象的状态和参数变化具有较强的稳定鲁律性和品质鲁律性，表明了拟人智能控制方法的可行性和有效性，是一种比较实用的控制方法。 展开更多
关键词 人工智能 智能控制 三级倒立摆 自动控制理论
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