文档介绍：太原理工大学
硕士学位论文
自适应神经模糊控制策略在倒立摆系统中的研究
姓名:郭刚
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:谢克明
20040501
自适应神经模糊控制策略在倒立摆系统中的研究摘要能控制策略——基于自适应神经网络的模糊推理系统统,它的强非线性导致实现其控制较为困难,因此多年来对它的研究受到控制学界的普遍重视。对倒立摆的研究可归结为对多变量非线性系统的研究,因此其控制方法和思路对处理~般工业过程也具有指导意义。本文在仔细分析倒立摆现有智能控制方案的情况下,寻找模糊控制和神经网络结合的切入点,采用一种先进的的智系统进行建模和控制。基本思想是:模糊控制器采用模糊模型,易于描述非线性系统的动态特性;基于南低建模不需要进行结构优化,本文采用惴ㄓ胩荻认陆捣ń合的混合算法对模糊模型中的前项及后件参数进行优化修正;在己获得的客观输入输出数据对的基础上,本文提倒立摆属于多变量、非线性、不稳定、强耦合的快速系炊缘沽出一种新的呗远缘沽谙低辰心:#苊饬酥太原理工大学硕士研究生学位论文—
模糊模型,自适应神经模糊系统观选择隶属函数和模糊规则,划分论域等缺陷;最后基于优化后的模糊模型,对倒立摆进行有效的控制。仿真实验表明,与痛衬:刂撇呗韵啾龋媒关键词:倒立摆系统,智能控制,模糊控制,算法,控制策略避免了刂撇问≡窭押统9婺:刂浦鞴设计隶属函数和模糊规则的弊病,控制效果令人满意,为解决未知不确定非线性系统的辨识问题提供了一条新的思路。太原理工大学硕士研究生学位论文
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作者┳:彝冈△日期:觯睥本人声明本人论文及其研究工作是由本人在导师的指导下独立完成的,在完成论文时所用的一切资料均已在参考文献中列出。太原理工大学硕士研究生学位论文
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一绪论柔性棒经过相互连接而形成的有约束的机械系统。摆与摆之间的连接可典型的倒立摆系统如图卜荆匆桓龃值男〕担ザ私铝聪性需要一个按其理论设计的控制器去控制一个典型对象柬验证。倒立摆在机械系统中,摆动是一种典型的具有代表性的运动之一,长期以来人们对摆动进行了大量的控制研究。简单地说,摆系统就是刚性棒或以是被动的尥饧幼饔,还可以是主动的型饧涌刂谱饔。一刚性摆杆,小车可沿一条笔直的有界轨道向左或向右运动,同时摆可在垂直平面内自由运动。在控制理论发展的过程中,某一理论的正确性及实际应用中的可行太原理工大学硕士研究生学位论文图卜湫偷沽谙低辰峁谷
程中能有效地反映控制中的许多关键问题,如非线性问题、系统的鲁棒性问题、随动问题、镇定问题及跟踪问题等。倒立摆系统作为一个实验作为一个被控对象,它又相当复杂,是~个高阶次、不稳定、多变量、器人行走类似倒立摆系统,尽管第一台机器人在美国问世以来已有三十的稳定与空间飞行器控制和各类伺服云台的稳定有很大相似性,也是日绝对不稳定系统的控制能力。最初,人们是将倒立摆模型在平衡点线性化,然后用线性控制理论方法缱刺蠢±砺进行控制”。就是这样一个典型被控制对象,它本身是一个自然不稳定体,在控制过装置,形象直观,结构简单,构件组成参数和形状易于改变,成本低廉:非线性、强耦合系统,只有采取行之有效的控制方法方能使之稳定。倒立摆可以通过摆动角度、位移和稳定时间直接度量,控制好坏一目了然。此外,理论是工程的先导,倒立摆的研究具有重要的工程背景。机多年的历史,但机器人的关键技术至今仍未很好解决。由于倒立摆系统常生活中所见到的任何重心在上、支点在下的控制问题的抽象。因此,倒立摆机理的研究又具有重要的应用价值,成为控制理论中经久不衰的研究课题。近年来国内外专家学者对倒立摆进行了大量的研究。。嗣鞘酝寻找不同的控制方法实现对倒立摆的控制,验证该方法对严重非线性和太原理工大学硕士研究生学位论文
⒙垡谰来,人们将智能控制理论“叫中的一些新方法用于倒立摆的控制,如模糊控制”“、神经网络。和一些混合智能控制方法等,引起国内外学象的控制问题面前,把人工智能““的方法引入控制系统,可以得到新的为对非线性多变量绝对不稳定系统的研究,其控制方法和思路对处理一棒性很好,而且倒立摆系统能长时间站立不倒。但是,变量的调节很复者的广泛关注,成为控制领域研究的热门课题之一,取得了可喜的成果。随着科学技术的发展,被控对象日趋复杂,控制性能的要求不断提高,使传统控制理论面临新的挑战。被控对象愈复杂,数学模型愈难精确建立,加上系统本身的非线性以及不确定性,使针对线性化模型进行控制系统设计的各种理论对解决这些复杂系