倒立擺系統(tǒng)控制方法的研究與設計.pdf

1、論文以計算機物體(即倒立擺)為控制對象，研究它運動的控制方法。采用模糊控制理論研究了倒立擺的系統(tǒng)控制并仿真，且和PID控制器作比較，進一步證明了本文設計的模糊控制器有很好的穩(wěn)定性和適用性。主要研究工作如下：
　　 1、運用牛頓力學分析方法建立了一級倒立擺系統(tǒng)的數(shù)學模型。并對倒立擺系統(tǒng)進行定性分析。證明了倒立擺系統(tǒng)是開環(huán)不穩(wěn)定的，但在平衡點是能觀的和能控的，可以對系統(tǒng)進行控制器的設計，使系統(tǒng)穩(wěn)定。
　　 2、通過建立模糊規(guī)

2、則，研究倒立擺系統(tǒng)的模糊控制算法。本文把擺桿的角度和角速度作為輸入量，單獨組成一個角度控制器；把小車的位置和速度作為輸入量，組成另一個位置控制器。從而實現(xiàn)“擺體不倒，小車停住”的總體控制目標。
　　 3、倒立擺模糊控制仿真。本文利用Simulink建立倒立擺系統(tǒng)模型，實現(xiàn)了倒立擺模糊控制系統(tǒng)的仿真。仿真結果表明：模糊控制器不僅可以使擺桿穩(wěn)定，還可以使小車穩(wěn)定在特定位置。
　　 本文分別設計倒立擺的位置模糊控制器和角度模糊