模糊控制在平面二級倒立擺系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、倒立擺是控制理論應(yīng)用的一個(gè)典型研究對象，該系統(tǒng)的控制方法可以反應(yīng)控制算法的穩(wěn)定性、魯棒性等關(guān)鍵問題，對軍工、航天、機(jī)器人及一般工業(yè)過程控制有著重要的理論指導(dǎo)意義。由于平面二級倒立擺機(jī)械結(jié)構(gòu)及其控制的復(fù)雜性，給該系統(tǒng)的工程實(shí)現(xiàn)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(xué)分析，借助拉格朗日方程得到其非線性數(shù)學(xué)模

2、型，并對該模型進(jìn)行線性化；考慮到模糊控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力和魯棒性，本文基于模糊控制理論設(shè)計(jì)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(fù)合函數(shù)，減少了輸入維數(shù)和模糊規(guī)則數(shù)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(shù)和反饋矩陣參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)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(yàn)，然后使用這兩種控制方法對平面