模糊控制在平面二級倒立擺系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、倒立擺是控制理論應用的一個典型研究對象，該系統(tǒng)的控制方法可以反應控制算法的穩(wěn)定性、魯棒性等關鍵問題，對軍工、航天、機器人及一般工業(yè)過程控制有著重要的理論指導意義。由于平面二級倒立擺機械結構及其控制的復雜性，給該系統(tǒng)的工程實現帶來一定難度，目前研究成果較少。
　　 本文以固高公司的GPIP2002型平面二級倒立擺為研究對象，介紹了一種平面二級倒立擺的控制方法。首先通過對平面二級倒立擺的動力學分析，借助拉格朗日方程得到其非線性數學模

2、型，并對該模型進行線性化；考慮到模糊控制系統(tǒng)具有較強的抗干擾能力和魯棒性，本文基于模糊控制理論設計了平面二級倒立擺控制器，采用具有綜合誤差和綜合誤差變化率的復合函數，減少了輸入維數和模糊規(guī)則數目，有效地解決“模糊規(guī)則爆炸”問題；針對模糊控制器的輸入和輸出分別采用量化因子和比例因子，并對這些參數和反饋矩陣參數進行優(yōu)化和調整；使用Simulink工具箱建立該模糊控制器，并分別對模糊控制算法和LQR算法作仿真試驗，然后使用這兩種控制方法對平面