基于倒立擺系統的模糊控制研究.pdf

1、倒立擺系統由于其具有結構簡單、參數易調整、成本低廉等優(yōu)點，因而成為檢驗控制算法的典型實驗裝置。倒立擺系統是一個高階次、多變量、不穩(wěn)定、非線性、強耦合的自然動態(tài)系統。因而在對其的控制過程中能夠有效反映出系統的魯棒性問題、非線性問題等存在于控制過程中的許多關鍵性問題。由于倒立擺系統與機器人的行走及火箭發(fā)射過程中的姿態(tài)調整等有極大的相似性，因而世界各地的控制專家對倒立擺系統控制問題的研究給予極度的重視，研究過程具有極其重要的理論價值和指導性的

2、現實意義。
　　 本文針對倒立擺系統的模糊控制這一研究課題，主要研究內容如下:
　　 1.對實驗室深圳固高公司生產的直線型一級、二級倒立擺系統進行數學建模，并推導其狀態(tài)空間方程。然后分別對一級、二級倒立擺系統進行穩(wěn)定性、能控性和能觀性分析。
　　 2.對一級倒立擺系統進行模糊控制算法的設計時，采用兩個模糊控制器串聯的方式實現模糊控制。位置模糊控制器控制小車的位置，其輸出作為虛擬角度和擺桿一的實際角度相加，作為角度

3、模糊控制器的一個輸入，來控制擺桿一的擺角。采用這種串聯控制，可以有效地同時控制小車的位移和角度，進一步實現一級倒立擺系統的穩(wěn)定控制。
　　 3.對二級倒立擺系統進行模糊控制算法的設計時，本論文根據信息融合技術，采用融合函數，使輸入變量降維，進而實現二級倒立擺系統的穩(wěn)定性控制，并且有效地簡化了模糊控制器的設計，解決了“模糊規(guī)則爆炸”問題。
　　 4.在Matlab/Simulink環(huán)境中對一級、二級倒立擺采用模糊控制方法分