文档介绍：合肥工业大学
硕士学位论文
模糊控制在平面二级倒立摆系统中的应用研究
姓名:于敏华
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:葛锁良
20100301
模糊控制在平面二级倒立摆系统中的应用研究摘要倒立摆是控制理论应用的一个典型研究对象,该系统的控制方法可以反应控制算法的稳定性、鲁棒性等关键问题,对军工、航天、机器人及一般工业过程控制有着重要的理论指导意义。由于平面二级倒立摆机械结构及其控制的复杂性,给该系统的工程实现带来一定难度,目前研究成果较少。本文以固高公司的型平面二级倒立摆为研究对象,介绍了一种平面二级倒立摆的控制方法。首先通过对平面二级倒立摆的动力学分析,借助拉格朗日方程得到其非线性数学模型,并对该模型进行线性化;考虑到模糊控制系统具有较强的抗干扰能力和鲁棒性,本文基于模糊控制理论设计了平面二级倒立摆控制器,采用具有综合误差和综合误差变化率的复合函数,减少了输入维数和模糊规则数目,有效地解决“模糊规则爆炸’’问题:针对模糊控制器的输入和输出分别采用量化因子和比例因子,并对这些参数和反馈矩阵参数进行优化和调整;使用工具箱建立该模糊控制器,并分别对模糊控制算法和惴ㄗ鞣抡媸匝椋缓笫褂谜饬街挚刂品椒ǘ云矫娑兜沽诮辛耸物试验;最后通过对多组试验结果进行比较和分析,结论证明:该模糊控制算法与惴ㄏ啾染哂幸子谑迪帧⑾煊λ俣瓤臁⒙嘲粜郧康扔诺恪关键词:平面二级倒立摆;模糊控制;复合函数;参数寻优
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致谢在完成本研究及学术论文之际,首先对我的导师葛锁良副教授表示诚挚的谢意和崇高的敬意。在论文选题、课题的相关研究、论文的撰写和修改过程中,都得到了葛老师的亲切关怀和悉心指导。“师者,传道授业解惑也。”在这匆匆而过的两年半时间里,葛老师不仅在学术上给予我指导和帮助,同时还在思想、生活上给予关怀与照顾。葛老师渊博的学识、豁达的人生态度、严谨负责的工作态度对我平时的生活和工作有着很大的指导意义,也是我以后的学习榜样。在此还要感谢陪伴我一起度过研究生快乐生活的实验室任磊、孙德亮、卫胤强、袁业剑、方唐利、已经毕业的师兄师姐,以及所有关心过我学习和生活的人,感谢他们对我在学习和生活上提供的帮助、支持和关怀。最后,特别感谢我的父母,姐姐和哥哥。谢谢他们多年来为我无私的付出,自始至终地对我支持。全家人的亲情,是我一生奋斗的动力。作者:于敏华年
逸—舀第一章绪论倒立摆系统研究的目的和意义在控制界,有着“明珠”之称的倒立摆系统是种典型的实验装置,是控制理论教学和科研中不可多得的典型物理模型。在倒立摆系统控制过程中,可以反映诸如镇定性、非线性和鲁棒性等关键问题“”““,所以基于