倒立擺系統(tǒng)模糊控制算法研究.pdf

1、倒立擺系統(tǒng)是一個典型的多變量、非線性、強(qiáng)耦合和快速運(yùn)動的自然不穩(wěn)定系統(tǒng).因此倒立擺在研究雙足機(jī)器人直立行走、火箭發(fā)射過程的姿態(tài)調(diào)整和直升機(jī)飛行控制領(lǐng)域中有重要的現(xiàn)實意義,相關(guān)的科研成果已經(jīng)應(yīng)用到航天科技和機(jī)器人學(xué)等諸多領(lǐng)域.本文圍繞一級倒立擺系統(tǒng)和二級倒立擺系統(tǒng),采用模糊控制理論研究了倒立擺的控制系統(tǒng)仿真和實物系統(tǒng)控制問題.實物控制的成功進(jìn)一步證明了本文設(shè)計的模糊控制器有很好的穩(wěn)定性、魯棒性和適應(yīng)性.主要研究工作如下:1.建立了一級、二

2、級倒立擺系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,對倒立擺系統(tǒng)進(jìn)行定性分析.證明了倒立擺系統(tǒng)開環(huán)是不穩(wěn)定的,但在平衡點是能控的和能觀的,同時指出二級倒立擺的相對能控度比一級倒立擺小很多,說明其更難控制.2.倒立擺系統(tǒng)的模糊控制算法研究.運(yùn)用最優(yōu)控制方法設(shè)計了融合函數(shù),減少模糊控制器的輸入變量維數(shù),成功解決了"規(guī)則爆炸"問題.研究了量化因子對控制效果的影響,通過設(shè)置閾值使量化因子可以自動切換,進(jìn)而提升了模糊控制器的性能品質(zhì).3.介紹了如何利用Simulink5.0