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拟人智能控制与三级倒立摆 被引量:32
1
作者 张明廉 郝健康 +1 位作者 何卫东 孙昌龄 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第6期654-661,共8页
提出以“广义归约”和“拟人”为核心的“拟人智能控制理论”,并基于此理论成功地解决了三级倒立摆的单电机控制这一控制界的世界性难题。阐述了倒立摆的拟人控制方法 。
关键词 人工智能 广义归纳 拟人 倒立摆 三级
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拟人智能控制三级倒立摆机理的研究 被引量:13
2
作者 张飞舟 陈伟基 沈程智 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期151-155,共5页
从杂技顶杆演艺的机理出发,采用相平面分析法并结合人的控制经验,阐述一种比较直观的定性分析与定量估算相结合的拟人智能控制倒立摆方法,从而形成一级倒立摆的控制规律.在引入“等效小车”概念的基础上,易将一级倒立摆系统的分析... 从杂技顶杆演艺的机理出发,采用相平面分析法并结合人的控制经验,阐述一种比较直观的定性分析与定量估算相结合的拟人智能控制倒立摆方法,从而形成一级倒立摆的控制规律.在引入“等效小车”概念的基础上,易将一级倒立摆系统的分析方法推广到二级、三级(甚至更多级)倒立摆系统的分析.理论分析与实测结果是一致的,从而表明相平面这种定性的分析方法分析倒立摆是可行的. 展开更多
关键词 人工智能 反馈控制 三级倒立摆 智能控制
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三级倒立摆的自动摆起与稳定控制 被引量:17
3
作者 张永立 程会锋 李洪兴 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期37-45,共9页
采用非线性逆系统轨迹控制实现三级倒立摆的自动摆起,并设计了变增益LQR控制器将其稳定在竖直倒立位置.首先,三级倒立摆从静止下垂状态摆起到竖直倒立位置的过程,从数学角度看是一个两点边值问题,通过求解该两点边值问题获得摆起的标称... 采用非线性逆系统轨迹控制实现三级倒立摆的自动摆起,并设计了变增益LQR控制器将其稳定在竖直倒立位置.首先,三级倒立摆从静止下垂状态摆起到竖直倒立位置的过程,从数学角度看是一个两点边值问题,通过求解该两点边值问题获得摆起的标称轨迹,利用逆系统方法设计前馈控制,同时结合增益调度反馈控制使摆起过程稳定;其次,在稳定控制阶段,采用基于逐点线性化的变增益LQR控制器,实现倒立摆的稳定控制.仿真实验验证了本方案的有效性. 展开更多
关键词 三级倒立摆 逆系统前馈控制 两点边值问题 增益调度反馈控制 变增益LQR
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三级倒立摆系统非线性模型的建立 被引量:1
4
作者 张葛祥 李众立 毕效辉 《西南工学院学报》 2001年第4期5-11,15,共8页
目前 ,人们对三级倒立摆系统的研究较少 ,其主要原因在于系统结构复杂和其非线性模型难以建立 ,这极大地限制了使用智能控制算法对其进行控制 ,本文在给出了三级倒立摆系统的硬件组成和分析了三级倒立摆的系统结构的基础上 ,用Lagrange... 目前 ,人们对三级倒立摆系统的研究较少 ,其主要原因在于系统结构复杂和其非线性模型难以建立 ,这极大地限制了使用智能控制算法对其进行控制 ,本文在给出了三级倒立摆系统的硬件组成和分析了三级倒立摆的系统结构的基础上 ,用Lagrange方程推导出了其非线性数学模型 ,并对系统进行了线性化和分析了系统的可控性和可观测性 。 展开更多
关键词 三级倒立摆 可控性 可观测性 非线性模型 系统结构 智能控制
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状态变量合成三级倒立摆模糊神经网络控制 被引量:7
5
作者 洪晓英 崔桂梅 +1 位作者 秦力舒 王建良 《控制工程》 CSCD 2004年第1期36-38,共3页
为解决模糊神经网络在控制多变量系统时的规则组合爆炸问题,提出了用状态变量合成模糊神经网络控制三级倒立摆的方法。该方法既能解决具有快速、强非线性、绝对不稳定系统的控制问题,又能适用对状态变量可按性质和类型分类的多变量系统... 为解决模糊神经网络在控制多变量系统时的规则组合爆炸问题,提出了用状态变量合成模糊神经网络控制三级倒立摆的方法。该方法既能解决具有快速、强非线性、绝对不稳定系统的控制问题,又能适用对状态变量可按性质和类型分类的多变量系统的控制,大大减少了模糊神经网络控制器的规则数,有利于利用专家的控制经验。实验结果证实了该方法的控制效果好,鲁棒性强。 展开更多
关键词 模糊神经网络 状态变量合成 三级倒立摆 鲁棒性 模糊控制
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基于LQR三级倒立摆变论域自适应模糊控制 被引量:4
6
作者 洪晓英 刘成永 《控制工程》 CSCD 2006年第5期445-448,共4页
针对传统模糊控制的不足,以三级倒立摆为例,应用变论域自适应模糊控制理论,给出了三级倒立摆的数学模型,并验证了其可控性。考虑到三级倒立摆为多变量系统,为了解决模糊控制器规则组合爆炸问题,利用LQR理论先设计出状态反馈器,再进行降... 针对传统模糊控制的不足,以三级倒立摆为例,应用变论域自适应模糊控制理论,给出了三级倒立摆的数学模型,并验证了其可控性。考虑到三级倒立摆为多变量系统,为了解决模糊控制器规则组合爆炸问题,利用LQR理论先设计出状态反馈器,再进行降维处理。最后利用变论域自适应模糊控制理论给出伸缩因子,从而得到变论域自适应模糊控制器。仿真结果表明,该方法控制精度高,具有良好的稳定性和鲁棒性,可实现倒立摆系统的随动控制。 展开更多
关键词 三级倒立摆 变论域自适应模糊控制 LQR
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三级倒立摆的自适应神经模糊控制(英文) 被引量:7
7
作者 高军伟 蔡国强 +2 位作者 纪志坚 秦勇 贾利民 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期278-282,共5页
在三级倒立摆(TIP)系统中, 应用神经网络与模糊控制相结合的自适应神经模糊推理系统(adaptive neural-fuzzy inference system), 根据样本数据调整隶属函数和控制规则参数, 使得训练后ANFIS控制器很好地模拟期望的输入输出数据. 仿真结... 在三级倒立摆(TIP)系统中, 应用神经网络与模糊控制相结合的自适应神经模糊推理系统(adaptive neural-fuzzy inference system), 根据样本数据调整隶属函数和控制规则参数, 使得训练后ANFIS控制器很好地模拟期望的输入输出数据. 仿真结果表明所设计的ANFIS控制器对三级倒立摆系统的稳定控制是可行的. 与LQR控制相比, 基于ANFIS控制的倒立摆系统具有良好的动态性能和抗干扰性能. 展开更多
关键词 三级倒立摆 自适应神经模糊推理系统 状态合成 LQR
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不确定非线性系统基于偏差分离的双线性控制 被引量:5
8
作者 杨玲玲 章云 陈贞丰 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期1432-1442,共11页
非线性和不确定性是制约控制系统性能的主要因素,为此出现了许多方法都试图克服这些因素的影响.本文提出一种基于偏差分离的双线性控制策略,在线获取模型偏差信息,并采用简单的双线性控制结构,具有很好的工程意义.论文证明了双线性控制... 非线性和不确定性是制约控制系统性能的主要因素,为此出现了许多方法都试图克服这些因素的影响.本文提出一种基于偏差分离的双线性控制策略,在线获取模型偏差信息,并采用简单的双线性控制结构,具有很好的工程意义.论文证明了双线性控制系统指数渐近稳定的充分条件.仿真结果表明所提出的双线性控制策略的有效性. 展开更多
关键词 双线性控制 偏差分离 不确定非线性 三级倒立摆 变结构控制
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基于参数自适应模糊PI的三级倒立摆控制 被引量:5
9
作者 蔺小林 邓雄峰 李露 《控制工程》 CSCD 北大核心 2015年第3期404-408,共5页
三级倒立摆作为高阶次、多变量、非线性、强耦合的不稳定系统,不易对其进行有效控制。在基本模糊控制器基础上,设计了一种参数自适应模糊PI控制器。即通过LQR(Linear Quadratic Regulator)最优控制理论方法,确定出融合函数,降低了模糊... 三级倒立摆作为高阶次、多变量、非线性、强耦合的不稳定系统,不易对其进行有效控制。在基本模糊控制器基础上,设计了一种参数自适应模糊PI控制器。即通过LQR(Linear Quadratic Regulator)最优控制理论方法,确定出融合函数,降低了模糊控制器的输入维数,减少了控制器规则数。经过参数修正模糊控制器,实现参数自适应调整,提高了系统控制性能。通过SIMULINK仿真及对比,结果显示,系统能在较短时间内达到稳定,控制效果、稳定性及鲁棒性均较好,能满足系统要求。 展开更多
关键词 三级倒立摆 参数自适应 模糊PI控制 融合函数 LQR
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基于LMI三级倒立摆系统的H_∞鲁棒控制 被引量:2
10
作者 吴文波 李小华 程万胜 《辽宁科技大学学报》 CAS 2010年第3期253-257,共5页
倒立摆系统为典型的快速、多变量、非线性、绝对不稳定系统,且存在不确定因素。针对三级倒立摆系统中所受摩擦的不确定性,采用LMI方法,设计了H∞鲁棒控制器,给出了控制器的求解方法。仿真实验证明,控制方法具有很好的鲁棒稳定性。
关键词 三级倒立摆 线性矩阵不等式(LMI) H∞鲁棒控制
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三级倒立摆的GA-PIDNN系统辨识 被引量:2
11
作者 张秀玲 樊红敏 +1 位作者 臧佳音 赵亮 《沈阳大学学报(自然科学版)》 CAS 2014年第2期113-118,共6页
针对典型的不稳定、多变量、非线性、强耦合的三级倒立摆系统,建立了基于GA优化的PID神经网络(GA-PIDNN)辨识结构,完成了GA与BP两种算法的简单对比,并给出了MATLAB仿真结果.结果表明,GA-PIDNN对于非线性三级倒立摆的辨识是有效的,且GA优... 针对典型的不稳定、多变量、非线性、强耦合的三级倒立摆系统,建立了基于GA优化的PID神经网络(GA-PIDNN)辨识结构,完成了GA与BP两种算法的简单对比,并给出了MATLAB仿真结果.结果表明,GA-PIDNN对于非线性三级倒立摆的辨识是有效的,且GA优于BP算法. 展开更多
关键词 三级倒立摆 辨识 PIDNN GA
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Simulation of a Triple Inverted Pendulum Based on Fuzzy Control
12
作者 Wei Chen Nkurunziza Theodomile 《World Journal of Engineering and Technology》 2016年第2期267-272,共6页
The inverted pendulum is a classic problem in dynamics and control theory and is widely used as a benchmark for testing control algorithms. This paper studies the use of fuzzy control method to study the stability con... The inverted pendulum is a classic problem in dynamics and control theory and is widely used as a benchmark for testing control algorithms. This paper studies the use of fuzzy control method to study the stability control problem of a triple inverted pendulum system. By the linear model of the system, the feedback weight matrix of the LQR optimal control and the feedback parameters of the linear optimal control are designed to determine the parameters of the fuzzy controller. The simulation results show that the proposed method can achieve the stability control of the three stage inverted pendulum, and has good dynamic performance with simple parameter selection. 展开更多
关键词 triple inverted pendulum Fuzzy Control LQR Matlab Simulation
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基于状态变量融合的三级倒立摆模糊控制 被引量:1
13
作者 丁莉芬 陈志武 +1 位作者 李金城 魏云冰 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2010年第3期52-54,58,共4页
针对非线性、高阶次、多变量、强耦合、不稳定的三级倒立摆系统,提出一种基于最优控制的模糊控制器的设计方法。该设计首先利用最优控制理论设计出状态反馈器,然后利用状态变量融合技术将模糊控制器维数由8维降到了2维,设计出模糊控制器... 针对非线性、高阶次、多变量、强耦合、不稳定的三级倒立摆系统,提出一种基于最优控制的模糊控制器的设计方法。该设计首先利用最优控制理论设计出状态反馈器,然后利用状态变量融合技术将模糊控制器维数由8维降到了2维,设计出模糊控制器,很大程度上简化了模糊控制器的设计过程。该方法也可推广到更高级别倒立摆系统的模糊控制。仿真结果表明,该方法超调量小,调节时间短,鲁棒性强,可实现多级倒立摆的稳定控制。 展开更多
关键词 三级倒立摆 模糊控制 变量融合
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基于混沌搜索的三级倒立摆LQ控制器设计 被引量:1
14
作者 姚荣斌 李生权 张绍德 《航天控制》 CSCD 北大核心 2009年第2期3-7,共5页
研究利用混沌优化的LQ控制方法对三级倒立摆系统进行闭环控制。首先将混沌变量引入LQ控制器的权矩阵参数域,并进行全局范围内直接寻优,当获得全局近似最优解后,再缩小寻优区间,在次优解附近继续寻优,得到全局最优权矩阵参数。仿真结果... 研究利用混沌优化的LQ控制方法对三级倒立摆系统进行闭环控制。首先将混沌变量引入LQ控制器的权矩阵参数域,并进行全局范围内直接寻优,当获得全局近似最优解后,再缩小寻优区间,在次优解附近继续寻优,得到全局最优权矩阵参数。仿真结果表明了该方法的有效性和具有良好的抗干扰能力。 展开更多
关键词 混沌 LQ控制器 三级倒立摆 参数最优化 性能指标
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CGA优化改进型T-S模糊神经网络的三级倒立摆控制 被引量:1
15
作者 张秀玲 郝爽 +2 位作者 齐晴 程艳涛 侯代标 《沈阳大学学报(自然科学版)》 CAS 2016年第3期206-211,218,共7页
针对三级倒立摆这一典型控制对象,建立了基于CGA优化的改进型T-S模糊神经网络控制器,完成了三级倒立摆的稳摆控制,将CGA与GA优化结果进行了对比,给出MATLAB仿真结果.结果表明:设计的控制器对于三级倒立摆的稳摆控制是有效的,而且CGA算... 针对三级倒立摆这一典型控制对象,建立了基于CGA优化的改进型T-S模糊神经网络控制器,完成了三级倒立摆的稳摆控制,将CGA与GA优化结果进行了对比,给出MATLAB仿真结果.结果表明:设计的控制器对于三级倒立摆的稳摆控制是有效的,而且CGA算法优于GA算法. 展开更多
关键词 三级倒立摆 CGA 改进型TS模糊神经网络 控制
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一类非线性欠驱动系统的混沌优化LQ控制 被引量:1
16
作者 李生权 汪发亮 张绍德 《计算机测量与控制》 CSCD 2008年第3期343-345,共3页
提出了一种基于混沌优化线性二次最优控制器权矩阵参数的三级倒立摆控制方法;根据系统控制的目标,设计了一类适合多变量系统的优化性能指标函数;这类性能指标函数综合考虑三级倒立摆系统各个输出间的重要程度,以及动态特性和稳定性要求... 提出了一种基于混沌优化线性二次最优控制器权矩阵参数的三级倒立摆控制方法;根据系统控制的目标,设计了一类适合多变量系统的优化性能指标函数;这类性能指标函数综合考虑三级倒立摆系统各个输出间的重要程度,以及动态特性和稳定性要求,结合文中的性能指标函数,首先利用混沌粗搜索得到控制器权矩阵参数的次优解,再在次优解的邻域内继续寻优,得到全局最优的权矩阵参数;利用这种方法得到的LQ控制器,有效地实现了对三级倒立摆的稳定控制。 展开更多
关键词 混沌 LQ控制器 三级倒立摆 实时控制 性能指标
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三级倒立摆的T-S型前馈补偿模糊神经网络控制 被引量:1
17
作者 张秀玲 田力勇 张少宇 《模糊系统与数学》 CSCD 北大核心 2011年第4期129-136,共8页
为解决T akag i-Sugeno型模糊神经网络在控制多变量系统时的规则组合爆炸问题,提出一种误差前馈补偿的模糊神经网络控制方案,有效实现了三级倒立摆的稳定控制。该控制方案适用对状态变量可按性质和重要程度划分的多变量系统的控制,大大... 为解决T akag i-Sugeno型模糊神经网络在控制多变量系统时的规则组合爆炸问题,提出一种误差前馈补偿的模糊神经网络控制方案,有效实现了三级倒立摆的稳定控制。该控制方案适用对状态变量可按性质和重要程度划分的多变量系统的控制,大大减少了模糊神经网络控制器的规则数,有利于利用专家的控制经验,具有良好的鲁棒性和非线性适应能力。 展开更多
关键词 三级倒立摆 Takagi—Sugeno型模糊逻辑 模糊神经网络 误差前馈补偿
原文传递
基于鲁棒H_∞理论的三级倒立摆控制系统研究
18
作者 夏炎 谢玮 《计算技术与自动化》 2017年第1期17-22,共6页
为了研究三级倒立摆的鲁棒控制方法,设计出三级倒立的状态反馈H_∞控制器。仿真结果表明三级倒立摆具有良好的鲁棒稳定性、鲁棒性、抗干扰性,实现了对三级倒立摆的稳定控制。同时运用了状态空间极点配置法和LQR最优控制法,分别设计出针... 为了研究三级倒立摆的鲁棒控制方法,设计出三级倒立的状态反馈H_∞控制器。仿真结果表明三级倒立摆具有良好的鲁棒稳定性、鲁棒性、抗干扰性,实现了对三级倒立摆的稳定控制。同时运用了状态空间极点配置法和LQR最优控制法,分别设计出针对三级倒立摆的控制器。经比较研究:采用状态反馈H_∞方法设计的三级倒立摆控制器的控制效果非常好,使其具有较小的振荡和超调量,倒立摆起摆迅速,稳定控制性能优良。 展开更多
关键词 H∞控制理论 三级倒立摆 状态反馈 控制器
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带有不确定性因素的三级倒立摆H_∞鲁棒控制器设计
19
作者 董杰 刘大成 刘宗福 《工业仪表与自动化装置》 2017年第5期48-51,共4页
将三级倒立摆非线性数学模型近似线性化得到被控模型,从被控模型的参数估算和执行机构参数不确定性出发建立标称模型,通过分析不确定性对标称模型的扰动影响,该文设计了一种H_∞鲁棒控制器,仿真实例证明:该控制器具有优良的动态性能和... 将三级倒立摆非线性数学模型近似线性化得到被控模型,从被控模型的参数估算和执行机构参数不确定性出发建立标称模型,通过分析不确定性对标称模型的扰动影响,该文设计了一种H_∞鲁棒控制器,仿真实例证明:该控制器具有优良的动态性能和鲁棒性能,可以提高三级倒立摆控制系统的稳定性。 展开更多
关键词 不确定性 三级倒立摆 H∞控制 鲁棒性能
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三级倒立摆的混合控制
20
作者 郭海刚 张冀 《河南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2011年第4期79-82,112,共4页
针对传统模糊控制的不足,基于三级倒立摆多变量非线性的数学模型,设计了由模糊控制器和线性二次最优控制器组合的混合控制器。当小车到达某一指定位置时,模糊控制器切换到线性二次型最优控制器。仿真结果表明:混合控制器有效克服了模糊... 针对传统模糊控制的不足,基于三级倒立摆多变量非线性的数学模型,设计了由模糊控制器和线性二次最优控制器组合的混合控制器。当小车到达某一指定位置时,模糊控制器切换到线性二次型最优控制器。仿真结果表明:混合控制器有效克服了模糊控制器在定位精度低和线性二次型最优控制器响应时间慢的缺点,优于单一的模糊控制器或线性二次型最优控制器。 展开更多
关键词 三级倒立摆 伸缩因子 线性二次型最优控制器 模糊控制器
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