二级倒立摆的滑模变结构控制

倒立摆是检验控制算法性能优劣的理想装置。本文以二级倒立摆为控制对象,研究对其实现有效控制的滑模变结构控制策略。在深入研究变结构控制指数趋近律数学本质的基础上,以仿真研究为手段,绘出了其核心参数与倒立摆状态变量性能指标之间的关系曲线。而后根据倒立摆的控制要求,结合曲线走势选定了一组较优的参数。最后使用这组参数进行了仿真实验研究,同时与状态反馈进行了比较,结果表明,滑模变结构控制策略在控制范围和鲁棒性两个方面优于状态反馈控制策略。     

一种典型多变量非线性系统研究

以典型多变量非线性系统——球棒系统为研究对象，用拉格朗日方程建立其数学模型，并用现代控制理论中的状态反馈的方法设计该非线性系统的控制器。无论小球在棒的什么位置，棒的角度如何，该控制方法都能使小球稳定在棒的中心位置。利用工具Matlab进行仿真，结果表明了状态反馈方法的有效性。     

直线一级倒立摆的数学建模和根轨迹控制

倒立摆系统是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想平台,论文以倒立摆系统为研究对象,对其进行数学建模,并绘制根轨迹图。针对系统的不稳定性,采用根轨迹法设计出确定参数下的使系统稳定的控制器,并用MATLAB对倒立摆系统进行仿真,结果表明系统能够较好地跟踪阶跃信号,达到稳定状态。     

基于MATLAB的二级倒立摆控制系统设计方法

在对二级倒立摆系统的动力学方程进行建模的基础上，将其转化为线性定常系统的状态控制问题，运用LQR控制器在MATLAB平台上实现了该系统的最优控制策略，并给出了相应的实验结果．     

领航-跟随型多移动小车滑模编队控制

针对多移动小车编队控制和队形变化控制问题,提出一种领航-跟随型多移动小车分布式编队控制方法。通过坐标变换定义了非完整约束轮式移动小车的运动学模型,采用滑模变结构控制,利用每个小车的跟踪误差设计编队控制器以实时调整小车线速度和角速度,实现跟踪误差的快速收敛。理论分析和数值仿真结果表明：所提出的编队控制方法能有效应用于多移动小车的编队控制和队形变化控制中,多移动小车系统能在2.00 s内快速收敛至期望队形并按照期望轨迹运动。该控制方法具有较好的抗干扰性能,在受到正弦信号干扰时能在1.59 s内恢复期望队形。     

应用神经元控制器的实时控制装置和实验

针对平衡倒立摆这一非线性控制问题，设计了神经元控制器和控制装置，编制了实时控制程序．控制装置运行良好，成功地平衡了倒立摆．实时控制实验显示，当倒立摆的参数变化时，神经元控制器比一般的控制器具有强得多的自适应能力．     

基于仿人逻辑预测控制的自平衡摩托车系统研究

为了提升两轮自平衡摩托车的平衡性,建立了自平衡摩托车动力学模型和使用了一种基于仿人逻辑预测控制器,该控制器结合了逻辑控制器和预测控制器的优点,并对陀螺框架进动角速度控制以及同步响应的车体初始侧倾角度的平衡控制,同时加入横向干扰的情况下进行仿真。结果表明采用仿人逻辑预控制器优于PD控制器和MPC控制器,加快了车体侧倾角度的平衡响应速度,陀螺框架进动角度明显降低,提高了系统整体抗干扰能力。     

双闭环模糊PID控制器在倒立摆系统中的应用

本文基于双闭环模糊PID调节器建立小车倒立摆模糊控制系统,采用模糊PID控制方法,在线自整定PID参数Kp、Ki、Kd,通过仿真分析其基本控制特性、抗干扰特性及其鲁棒特性。     

基于不变集的半挂汽车列车防侧翻控制研究

针对行车过程中的不确定性干扰及半挂车高度的强非线性导致的模型失配问题,应用不变集理论,将状态、控制输入和干扰的约束考虑为鲁棒控制不变集并作为控制器的终端约束,建立了反映半挂车横摆及侧倾运动学特性的7自由度动力学模型,用于预测控制算法设计控制器、跟踪参考信号、解决滚动优化带约束的有限时域最优控制问题,得出最优控制输入,即3根主车轴的防侧翻力矩,并由主动防侧倾杆实施以达到防侧倾控制。最后进行了典型工况的仿真,结果表明:应用所设计的鲁棒模型预测控制器可较好地防止半挂车侧翻。     

基于MATLAB的倒立摆系统PID控制

以一级直线倒立摆为研究对象,基于MATLAB,使用PID控制策略,对倒立摆角度进行控制,利用MATLAB强大的计算仿真能力,解决了利用试凑法来整定参数十分浩繁的工作,方便、快速地找到了使系统达到满意性能指标的参数,并取得了很好的仿真效果。     

基于STC89C52单片机的智能寻迹小车的设计

介绍了基于STC89C52单片机的智能小车的寻迹实现过程．其以STC89C52单片机作为小车的控制核心;采用红外线传感器作为小车的寻迹模块来识别路面信息与障碍物位置;采用LG9110驱动芯片控制驱动模块,并对速度和方向控制方法进行了改进,从而使小车能够快速、稳定的实现智能寻迹．所设计的小车结构简单,易于实现,并具有较高的可靠性．     

倒立摆滑模变结构控制器的设计与实现

倒立摆是检验控制算法性能优劣的理想装置,滑模变结构控制策略以其滑动模态的完全鲁棒性而备受关注。本文以天龙I型倒立摆为控制对象,研究对其实现有效控制的滑模变结构控制策略。首先建立了倒立摆的数学模型;其次根据模型特点设计了滑模变结构控制器,最后通过仿真和实物控制两种手段,验证了所论控制策略的正确性和可行性。     

基于自由摆的平板控制系统研究

系统以STC89C51单片机、ADXL345芯片和步进电机为核心部件.由按键控制实现不同过程的切换,通过角度传感器对摆杆的位移、运动方向进行检测,并将数据反馈给单片机.结合独特的数学及物理公式的算法实现了平板动态平衡和定点指向功能,并通过高分辨率的LCD对倾角进行显示.     

磁悬浮系统动态控制研究

根据单电磁铁的物理模型建立了磁悬浮系统在平衡点的数学模型,并且为状态控制器选择了恰当的状态模型。在此基础上对磁悬浮系统状态空间控制方法进行了理论和仿真分析,通过对结果的分析可得出状态空间控制方法能够对悬浮系统进行精确和有效稳定的控制。     

RL自感电路的响应分析及实验仿真

本文从产生自感现象的实验入手,从时域的角度对其零输入响应和零状态响应进行了分析,并在Mulintim7里进行了实验仿真。     

一种模糊趋近律转台伺服系统滑模控制器设计

针对飞行模拟转台位置伺服系统中存在的非线性摩擦环节,设计了一种补偿摩擦的模糊趋近律滑模变结构控制器.在常规的滑模变结构控制中引入模糊控制,利用模糊控制器来调整滑模控制的趋近律参数.Matlab仿真结果表明,该控制器优于常规指数趋近律变结构控制器,有效地抑制了摩擦力矩的影响,保证了系统的快速性和鲁棒性,实现了高精度的位置跟踪.     

北京师范大学成功实现了三级倒立摆控制

20 0 1年 9月 1 9日 ,北京师范大学李洪兴教授领导的复杂系统实时智能控制实验室采用变论域自适应模糊控制成功地实现了三级倒立摆实物系统控制 ,不但具有良好的稳定性和鲁棒性 ,还可使倒立摆小车行走到指定的位置 (即定位功能 )。变论域自适应模糊控制是李洪兴教授于 1 995年提出的原创性的控制理论 ,它囊括了通常所说的模型自适应、规则自组织与自调整、隶属函数自生成等优点 ,极大地提高了控制品质 ,如它的精度很高、无震荡、几乎无超调 ,其调整时间是常规模糊控制或经典控制的 15 0 0 ～ 12 0 0 。倒立摆控制是控制领域中用来检验某种控…     

基于扰动观测器的四旋翼飞行器跟踪控制

针对存在不确定干扰的四旋翼飞行器轨迹跟踪控制问题,提出了非线性干扰观测器和扩张状态观测器对系统中的扰动进行估计,并将估计值与最优控制器、滑模控制器的设计相结合,克服了模型不确定及外部不确定干扰问题,并实现了飞行器系统跟踪误差的一致有界。通过李雅普诺夫稳定性理论验证了用上述方法设计的控制器系统的稳定性。通过仿真验证了该控制器能够实现对飞行器的轨迹跟踪控制。     

无人直升机发动机恒转速广义预测控制

采用基于受控自回归积分滑动平均值模型的广义预测控制和总距前馈补偿相结合的复合控制策略设计恒转速控制器,实现进入恒转速闭环控制模式发动机的恒转速控制。针对实际中的几种典型情况进行仿真,与传统PID控制进行对比,并做地面系留试验。离线仿真和地面系留试验结果表明,所设计的控制器鲁棒性强,能满足小型无人直升机对发动机的跟踪性、抗干扰性要求,保证直升机主旋翼在各种飞行状态下恒速运转,以获得最佳的气动效率。     

模拟复合正交神经网络在轴向磁轴承中的控制研究

在数字复合正交神经网络(NN)的基础上提出一种模拟复合正交神经网络,并用于轴向磁轴承的控制中.控制器采用模拟复合正交神经网络与PID的并行控制方法,对带有负载干扰的轴向磁轴承控制系统作了PID控制与NN+PID控制的仿真实验.仿真结果表明,相对于常规PID控制器,该并行控制法具有非常好的抗干扰与自适应能力,获得了满意的控制效果.