倒立摆状态反馈极点配置与LQR控制Matlab实现

为了实现对绝对不稳定的非线性多变量倒立摆系统的控制,采用了状态反馈极点配置和LQR控制2种方法。状态反馈极点配置是将多变量系统的闭环系统极点配置在期望的位置上,从而使系统满足瞬态和稳态性能指标。LQR算法是在一定的性能指标下,利用最少的控制能量,来达到最小的状态误差。通过Matlab软件仿真实验,发现2种控制方法对于倒立摆这种不稳定的系统有一定的控制作用,证明了两种控制方案的可行性和有效性。仿真表明二次型最优控制有较小的振荡和超调量,对系统有更好的控制效果。     

基于状态反馈控制的倒立摆系统分析和设计

针对多输入多输出的倒立摆系统平衡控制,利用牛顿一欧拉方法建立了直线型一级倒立摆系统的数学模型.在分析的基础上,采用状态反馈控制中极点配置法设计了用于直线型一级倒立摆系统的控制器.通过采用MATLAB仿真及其对实际系统的调试验证,表明了该控制器的设计是合理的.     

两轮移动倒立摆的开关切换模糊极点配置控制器设计

为了更好地控制两轮移动式倒立摆,文章以两轮移动式倒立摆动力学数学模型为基础,设计了一种开关切换模糊极点配置控制器,利用该控制器对系统进行控制。通过一个选择型开关把模糊控制和状态反馈的极点配置控制有机的统一起来构成了开关切换模糊极点配置控制器。在Simulink中,对设计的开关切换模糊极点配置控制器进行了仿真,实现了两轮移动式倒立摆的平衡、匀速前进、匀速转弯。仿真结果说明了开关切换模糊极点配置控制器对两轮移动式倒立摆起到一定的抗干扰和理想的控制作用。     

基于T-S模糊模型的倒立摆

用牛顿力学方法建立了直线一级倒立摆的非线性数学模型,并基于倒立摆系统的状态方程,用Matlab对系统进行定性分析。采用极点配置法、LQR设计了控制器,并分析了参数对系统控制的影响。针对倒立摆的非线性,研究了非线性控制方法中变结构控制的基本思想,并设计了控制器。     

单级倒立摆LQR控制仿真

倒立摆是不稳定,非线性,强耦合系统,本文应用现代控制理论最优控制LQR方法对单级倒立摆系统进行仿真控制研究,仿真结果说明反馈控制理论对倒立摆系统的控制是有效的。     

倒立摆控制器的鲁棒性研究

在建立倒立摆系统控制对象数学模型的基础上,详细介绍了单级单级控制器的设计过程。首先,采用PID控制算法和状态空间极点配置法对倒立摆进行控制器设计,然后采用最优控制算法设计倒立摆的控制器,最后设计一种基于自适应的控制器。最终采用Matlab软件进行仿真验证了设计结果,证明了自适应的有效性。     

嵌入式组合控制直线一级倒立摆系统

倒立摆系统广泛应用于对各种控制理论和控制策略的正确性和有效性的检验。针对固高公司直线一级倒立摆系统,提出一种嵌入式组合控制直线一级倒立摆系统。在线仿真实验表明,该系统达到了自动、安全的效果。分析系统响应曲线可知,嵌入式组合的控制算法正确、有效。     

基于LabVIEW的一级倒立摆LQR控制仿真设计

文章针对控制系统教学中常用的一级倒立摆系统,进行了建模与分析,并设计了一级倒立摆系统LQR控制器。使用LabVIEW作为开发平台,对系统和控制器进行了实时仿真,并开发了一款实验教学仿真软件,可进行控制系统建模、性能分析、LQR设计等方面的研究。该软件界面简单,便于人机交互与实时操作,对控制系统教学的改革创新有一定指导意义。     

倒立摆系统的智能控制算法研究

倒立摆系统是一种典型的控制系统模型,能够将实际与理论相结合,可以开发出新的控制算法来应用在系统模型之上。采用模糊控制算法研究二级倒立摆系统的控制问题,设计模糊控制器控制倒立摆系统的稳定。实践证明,模糊控制算法对二级倒立摆系统是可行的。     

基于Matlab GUI的倒立摆系统仿真平台设计

倒立摆系统是“自动控制原理”课程中的典型控制系统,极点配置及LQR是常用的控制器设计方法。极点配置是通过设置极点确定状态反馈矩阵,LQR是通过设置L,Q参数确定最优反馈矩阵。为了快速确定倒立摆系统的反馈矩阵及闭环反馈系统,文中通过Matlab GUI编程设计一种倒立摆系统仿真平台。该仿真系统通过设置倒立摆的参数,可直接确定系统状态方程;通过对系统进行极点设置和L,Q参数设置,可直接求出相应的系统状态反馈矩阵;设置三种不同的输入信号,则能够显示对应的响应曲线图。所设计的倒立摆仿真平台具有图形化的界面,操作方便、应用灵活,可以根据设置系统的不同参数自动求解相应的系统状态参数,并直观地显示其对应的响应曲线。该仿真平台可用于课堂教学及实验教学中,以加深学生对倒立摆系统控制的理解,提高学生分析和解决问题的能力。     

Real-time control of a wheeled inverted pendulum based on an intelligent model free controller

This work applies a novel model free intelligent controller to control wheeled inverted pendulums (WIPs). The main purpose of this work is to develop an adaptive output recurrent cerebellar-model-articulation-controller (AORCMAC) for angle and position control of such a WIP without model information. Because the novel model free AORCMAC architecture captures system dynamics, it has a superior capability to the conventional cerebellar-model-articulation-controllers in terms of its efficient learning and dynamic response. Moreover, a virtual angle is applied to complete the angle and position control of the WIP simultaneously with the model information unknown. The experimental results indicate that the WIPs can stand upright and move forward and backward stably when using the proposed control scheme.     

基于AVR单片机的旋转倒立摆设计

对简易旋转倒立摆的各个模块做了相关介绍,对系统的实现方案和设计步骤进行描述。采用ATmega16单片机作为主控元件,以BTS7960模块作为驱动器,使用直流伺服电机作为驱动电机。采用增量式PID算法控制摆杆达到稳定,对摆杆所处位置的角度进行分段,然后采用分段PID算法进行控制,以使摆杆快速趋于稳定状态,得到良好的控制效果。     

基于倒立摆的PID控制算法的研究

建立了直线一级倒立摆的数学模型,设计出倒立摆系统的PID控制器,并使用“稳定边界法”快速整定了PID算法的控制参数,最后通过Matlab／Simulink进行了仿真实验。结果指出PID算法能够有效控制倒立摆的摆杆角度。     

基于Matlab的倒立摆系统实时模糊控制研究

研制出一种低成本、高可靠性和高稳定性的倒立摆硬件系统,同时提出一种专家模糊控制策略以及基于Matlab的实时控制途径.采用模糊组合变量来减少模糊规则数,并根据摆角来选择不同模糊规则库从而提高控制性能.用Matlab实现的控制算法在对倒立摆的实验中表现出很好的实时控制性能.     

基于模型匹配技术的倒立摆系统

倒立摆系统在控制理论研究中具有重要的价值,在实际应用中,同样也具有重要的工程实践意义,其控制方法和思路在航空航天、军工、机器人领域以及一般工业控制过程中都有广泛的用途。本文以单级直线型倒立摆系统为例,在讨论其数学模型的基础上,利用模型匹配技术对系统传递函数的零极点进行合理配置,使控制系统保持稳定;并通过MATLAB的SIMULINK工具对配置后的系统进行仿真,取得了理想的仿真结果,证明了配置的合理性;最后用运算放大器实现了补偿器的硬件电路。     

二级倒立摆系统的模糊控制

倒立摆系统作为一种典型的实验装置,它具有高阶次、非线性、不稳定、多变量、强耦合等特点,可以很好的验证控制理论,并且与工程中的控制对象具有类似的结构。文中采用模糊控制研究二级倒立摆系统的实时控制问题,设计模糊控制器控制倒立摆系统的稳定。实践证明,模糊控制方法控制二级倒立摆系统的稳定是可行的。     

基于复合摆倒摆串联的光学仪器气浮隔振方法研究

为解决超精密光学仪器要求兼顾超低固有频率和超低振动速度的问题,提出了一种基于复合摆-倒摆串联的超低频气浮隔振方法。利用单摆和倒摆的水平刚度作用相反、相互抵消的特性,将二者串联,研制了能够与气浮隔振系统组合使用的复合摆-倒摆串联水平隔振装置,并对其进行了建模、仿真和实验分析。实验结果表明：采用本文提出的隔振方法,气浮隔振...