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文檔簡介
1、倒立擺是一個典型的快速、多變量、非線性、強耦合的自然不穩(wěn)定系統(tǒng)。在控制過程中能反映控制理論中的許多關鍵問題,如鎮(zhèn)定問題、非線性問題、魯棒性問題以及跟蹤問題等。不僅是驗證現代控制理論方法的典型實驗裝置,而且其控制方法和思路對處理一般工業(yè)過程亦有廣泛的用途,因此對倒立擺系統(tǒng)的研究具有重要的理論研究和實際應用價值,相關的科研成果已經應用到航天科技和機器人學等諸多領域。
本文以直線倒立擺系統(tǒng)為研究對象,利用固高科技公司提供的直線倒
2、立擺系統(tǒng)控制裝置作為實驗工具,對直線二級、三級倒立擺系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了研究。具體工作如下:
首先,簡單闡述了倒立擺系統(tǒng)穩(wěn)定性研究的意義、倒立擺系統(tǒng)發(fā)展的歷史及其現狀;根據直線倒立擺系統(tǒng)的特性,利用拉格朗日方程分別建立了直線二級、三級倒立擺系統(tǒng)的數學模型,并在各系統(tǒng)的平衡點附近得到了它們的近似線性的狀態(tài)空間方程;應用線性控制理論對二級、三級倒立擺系統(tǒng)做了定性的分析,得出直線倒立擺系統(tǒng)是一個能控、能觀的開環(huán)不穩(wěn)定系統(tǒng)。
3、 其次,本文利用模糊控制算法,設計了一個基于融合函數的二維模糊控制器。首先詳細介紹了模糊控制器的設計過程,根據倒立擺系統(tǒng)的特性和控制要求,建立了一個完整的模糊控制器。在Matlab/Simulink中對二級倒立擺系統(tǒng)進行了仿真和實物控制,并將實驗結果與經典PID控制器的控制的結果進行了對比分析,得出,不論是系統(tǒng)的仿真還是實物控制,模糊控制都取得了很好控制效果,表現出了智能控制的優(yōu)越性。
最后,針對直線三級倒立擺系統(tǒng),
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