【摘 要】
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倒立摆的控制是控制理论应用的一个典型范例。它是检验各种新的控制理论和方法的有效工具。作为一个高阶、非线性不稳定系统,倒立摆的稳定控制相当困难。一个稳定的倒立摆系统对于证实状态空间理论的实用性是非常重要的。由于倒立摆系统与火箭飞行以及走行机器人有很大相似性,因此倒立摆的研究对于火箭飞行以及走行机器人控制等现代高技术的研究具有重要的实践意义。本文以直线轨道倒立摆为实验平台,使用最优控制、模糊控制和模糊
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倒立摆的控制是控制理论应用的一个典型范例。它是检验各种新的控制理论和方法的有效工具。作为一个高阶、非线性不稳定系统,倒立摆的稳定控制相当困难。一个稳定的倒立摆系统对于证实状态空间理论的实用性是非常重要的。由于倒立摆系统与火箭飞行以及走行机器人有很大相似性,因此倒立摆的研究对于火箭飞行以及走行机器人控制等现代高技术的研究具有重要的实践意义。
本文以直线轨道倒立摆为实验平台,使用最优控制、模糊控制和模糊变结构控制方法设计了倒立摆系统的模糊控制器及模糊变结构控制器。主要完成以下工作:
(1)建立了倒立摆系统的非线性数学模型,就其可控性进行分析,得到了倒立摆系统在平衡点附近可控的结论。
(2)研究不稳定系统的智能控制方法,重点研究模糊控制器、模糊变结构控制器控制倒立摆系统,以研究探讨Fuzzy控制方法对快速不稳定系统的控制能力。
(3)对计算机控制倒立摆进行了实际系统的调试,编制了相应的控制软件。控制的最终目标是使倒立摆这样一个自然不稳定的被控对象,通过引入适当的控制方式使之成为一个稳定(动态)的系统。
整个论文的完成,以理论为基础,既有数学模型的推导,方法理论的探讨,又有实际的设计过程,而且研究对象比较典型,所以有着很好的理论意义和实际意义。
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