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毕业设计_基于直线一级倒立摆的控制算法研究 毕业设计_基于直线一级倒立摆的控制算法研究

格式:word 上传:2022-06-24 20:18:34

《毕业设计_基于直线一级倒立摆的控制算法研究》修改意见稿

1、“.....广泛地应用在工业农业交通运输和国防各个方面,凡是控制性能要求较高的场合,都离不开自动控制......”

2、“.....具有成本低廉,结构简单,物理参数和结构易于调整的优点。倒立摆,顾名思义,是处于倒置不稳定状态,通过人为控制使其处于动态平衡的种摆,是个复杂的快速非线性多变量强耦合自然不稳定系统,是重心在上支点在下控制问题的抽象。般是由个可以在水平轨道上自由移动的小车和倒置摆连接而成。倒立摆主要有两个方面的用途。第,作为个非线性自然不稳定系统,倒立摆系统是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。对倒立摆系统的研究能有效直观地反映控制中的许多典型问题如稳定性,能控性,快速性和系统抗干扰能力等。倒立摆系统作为个实验装置,形象直观,结构简单,构件组成参数和形状易于改变,成本低廉。第二,由于倒立摆系统具有高阶次不稳定多变量和非线性等特性,其作为控制理论研究中的个严格的控制对象,当种新的控制理论和方法提出以后,在不能用理论加以严格证明时......”

3、“.....从而检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。理论是工程的先导,倒立摆的研究具有重要的工程背景。机器人行走类似倒立摆系统,尽管第台机器人在美国问世以来已有三十多年的历史,但机器人的关键技术至今仍未很好解决。日常生活中所见到的各种重心在上,支点在下的控制问题,到空间飞行器和各类伺服机构的稳定,都和倒立摆的控制有很大的相似性,故对其的稳定控制在实际生产和生活中有很多用途。所以研究双足机器人直立行走海上钻井平台的稳定控制卫星发射架的稳定控制,火箭姿态的控制飞机的安全着陆化工过程控制等等都属于这类问题。因此,研究倒立摆系统具有很高的理论和实践意义。因此,倒立摆机理的研究又具有重要的应用价值,成为控制理论中经久不衰的研究课题。东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页倒立摆系统的发展现状倒立摆系统的最初研究开始于二十世纪年代......”

4、“.....控制目的般是使摆杆在垂直位置倒立。而后世界各国都将级倒立摆控制作为验证种控制理论或方法的典型方案。后来人们参照双足机器人控制问题研制二级倒立摆控制设备。随着倒立摆系统控制研究的不断深入,倒立摆系统的种类也由简单的单级倒立摆发展为多种形式的倒立摆。三级四级倒立摆应当说由二级倒立摆演绎而来。国外对倒立摆系统的研究可以追朔到六十年代,年,和应用控制理论,将个曲轴稳定与倒置位置。在年代后期,作为个典型的不稳定严重的非线性证例提出了倒立摆的概念,并将其用于对类不稳定非线性和快速性系统控制能力的检验。由于倒立摆系统的典型性,对它的控制引起了各国科学家的普遍重视,从而使得用多种方法对倒立摆的控制成为具有挑战性的世界性课题。当时主要集中在直线倒立摆系统的线性控制上面。年和应用极点配置法对二级倒立摆设计了模拟控制器。年发表的研究论文,首先把倒立摆系统在平衡点附近线性化......”

5、“.....实现了级倒立摆的稳定控制。年,等人基于线性化方法,实现了二级倒立摆的控制。年,等人首次实现双电机三级倒立摆实物控制。年,研究了利用方法控制倒立摆,并验证了改变性能矩阵和可以得到不同的状态反馈量,从而产生不同的控制效果。八十年代后期开始,倒立摆系统中的非线性特性得到较多的研究,并且提出了系列基于非线性分析的控制策略。年,等人提出了倒立摆系统的变结构控制。年,等人提出的基于无源性的控制。另外等人应用基于李亚普诺夫的方法控制了环形级倒立摆,等人给出了环形二级倒立摆的实验结果。年日本的科研工作者们成功的实现了对平面倒立摆的控制,获得了非常好的控制效果,与此同时,瑞士国家工程研究院的等实现了直线运动机械臂的平面倒隶属函数会在同时间在些区域影响参数的值。在特殊情况下开关线将相平面分成个区域那个区域中控制是正的反之另边是负的,模糊控制器可以视为个可变结构的控制器......”

6、“.....其中稳定性定理存在,而是个非线形开关面。通过梯形输入隶属函数的使用和适当的作图法和推论方法,这将说明那是有可能遵循规则区域劝导的输入变量仿射函数的隶属函数。我们提出线形逆模糊化算法它能这个区域劝导仿射结构和产生个块仿射控制器。个特殊的系统的参数调节方法将会被给定它允许把这个控制器调节成个可变的结构相似的控制器。我们将比较这个区域劝导仿射控制器和个模糊的可变结构的控制器通过应用个倒立摆控制。迄今为止,在应用笔记系列中,我们已经提供了许多展示如何用创造模糊控制装置的例子。然而,这些例子不能提供设计系统执行的话题。在这应用笔记中,我们可以用个倒立摆的例子来提供模糊逻辑基础系统设计的所有方面的细节。我们将从系统设计开始分析二级倒立摆的控制行为。随后我们将展示如何为系统设计个模糊控制装置。我们将描绘个控制曲线当使用模糊控制装置时它与个常规控制器是如何的不同。最后......”

7、“.....还有就是如何为控制器创立套规则。东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页在任何控制问题的陈述中,在控制的设计发展中现行的设备和数学模型之间总是有着明显的差异。这种失谐也许应归于非建模动力学中,通过个简洁的模型系统参数或者复杂设备的近似值会发生变化。工程师必须确定作为结果的控制器在实际中有能力制造必须的性能指标不管是设备还是模型的失谐。这已经导致了在所谓坚固的操纵方法的发展产生个强烈的兴趣此方法能设法解决这个问题。坚固的操纵控制器设计的个特殊的方法就是所谓的滑模控制方法。滑模控制是可变结构控制系统的个特殊的类型。个是由套反馈控制定律和个决策规则表现出来的。决策规则,条件是开关方程,将输入估计成正确的系统特性并且产生个输出精确的反馈控制器使之可以及时地被使用。个可变结构系统......”

8、“.....介绍这个额外的系统的复杂性的优势之就是可以将系统中复合结构的有用的性质组合起来。此外,该系统可能被设计成拥有新的性质而且不是单独地应用与复合结构的方面。前苏联在世纪年代末最先开始利用这些自然的想法。在滑模控制中,被设计成操作并强迫系统状态位于邻近的开关方程中。这种方法有两个主要的优点。第,系统的动态性能适应于开关方程的特殊选择。第二,闭环响应完全不受不确定的特殊种类的影响。后面的恒定性质明显地使方法论在坚固的操纵方法中有个适当的侯选对象。另外,立即指定性能的能力使得滑模控制从设计观点看变得有价值。滑模设计处理两种结构组成。第个包括开关方程的设计所以滑行的动作满足设计规范。第二个涉及到控制规则的选择该规则将使开关方程在系统状态中变得有价值。注意这个控制规则并不是必然不连续的......”

9、“.....从这些基础中,许多先进的理论的成果在不断发展。因而发生的设计规程强调需要用软件。充分的处理过的设计实例是个额外的性质的指示。工业的案例学习,介绍了滑模控制执行的成果,被用于阐述成功的实际的理论上的应用。倒立摆分析设计和执行是由个方程和内容的收藏的,还有东北大学秦皇岛分校毕业设计论文第页模型,对分析倒立摆系统和设计控制系统是很有用的。这个报道文件收藏是由少量的控制系统分析的实际任务而发展的,设计和发展实际问题。这分派的倒立摆的问题是个控制系统的实验室工作的部分。倒立摆是最重要最经典的控制工程问题中的个。帚平衡车载的倒立摆是个著名的非线形例子,不稳定的控制问题。这个问题越来越复杂当个柔韧的帚代替个刚硬的帚被使用。复杂的问题的真实度和难度在控制中随着弹性而增长。这个问题已经引起调度工程师的兴趣并展开研究。倒立摆的控制是个控制工程的方案基于火箭的飞行模拟或者导弹飞行的初始状态......”

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