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基于模糊动态模型的二级倒立摆系统的分析和设计 被引量:11
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作者 姚宏伟 梅晓榕 +1 位作者 杨振强 庄显义 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期224-227,233,共5页
首先给出了一种离散系统模糊动态模型的辨识方法 ,提出了一个衡量聚类有效性的函数 ,以确定模糊规则的数目 .并给出一个保证模糊系统全局稳定的充分条件 ,在此基础上给出了模糊控制系统的设计方法 ,并对二级倒立摆系统进行了控制 。
关键词 模糊动态模型 模糊聚类 二级倒立摆系统 模糊控制系统
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基于模糊控制理论的二级倒立摆控制算法 被引量:15
2
作者 过润秋 洪旭 苏旺旺 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期111-115,共5页
采用模糊控制理论研究了二级倒立摆控制问题.运用最优控制方法设计了融合函数以降低模糊控制器的输入变量维数,大大减少模糊控制的规则数,并研究了量化因子对控制效果的影响,通过设置阈值使量化因子可自动调节,进而提高模糊控制器的性... 采用模糊控制理论研究了二级倒立摆控制问题.运用最优控制方法设计了融合函数以降低模糊控制器的输入变量维数,大大减少模糊控制的规则数,并研究了量化因子对控制效果的影响,通过设置阈值使量化因子可自动调节,进而提高模糊控制器的性能品质.仿真和实验结果都证明这种模糊控制算法规则数少,响应速度快,有良好的稳定性和鲁棒性. 展开更多
关键词 二级倒立摆 模糊控制 融合函数 量化因子
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平面二级倒立摆的圆周行走与镇定控制 被引量:14
3
作者 段学超 仇原鹰 盛英 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第12期1337-1340,共4页
采用拉格朗同方程建立了平面二级倒立摆的非线性动力学模型,将其在平衡位置线性化,得到系统在两个正交控制方向解耦的近似模型.针对每一个方向上由互相耦合的基座小车定位子系统和摆杆镇定子系统所组成的六阶欠驱动系统,设计了自适应滑... 采用拉格朗同方程建立了平面二级倒立摆的非线性动力学模型,将其在平衡位置线性化,得到系统在两个正交控制方向解耦的近似模型.针对每一个方向上由互相耦合的基座小车定位子系统和摆杆镇定子系统所组成的六阶欠驱动系统,设计了自适应滑模模糊控制器,实现了基座小车沿圆周行走条件下摆杆的镇定控制,验证了该控制算法对欠驱动、不稳定、多变量耦合系统的有效性. 展开更多
关键词 平面二级倒立摆 解耦 欠驱动系统 自适应滑模模糊控制
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用进化RBF神经网络控制二级倒立摆 被引量:13
4
作者 刘妹琴 廖晓昕 +1 位作者 陈际达 李湘林 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期593-596,600,共5页
提出了一种应用RBF神经网络和遗传算法相结合的控制算法 ,用于控制二级倒立摆系统 .这种方法把线性控制的条件作为非线性最优控制性能指标的约束条件 ,用改进的遗传算法求解使性能指标最小的RBFNN控制器参数 .仿真结果表明 ,该方案优于... 提出了一种应用RBF神经网络和遗传算法相结合的控制算法 ,用于控制二级倒立摆系统 .这种方法把线性控制的条件作为非线性最优控制性能指标的约束条件 ,用改进的遗传算法求解使性能指标最小的RBFNN控制器参数 .仿真结果表明 ,该方案优于传统的状态反馈方法和模糊控制方法 ,具有更大的稳定域 (0 <θ1,θ2 <2 5 °) ,抗干扰能力更强 . 展开更多
关键词 RBF神经网络 遗传算法 二级倒立摆 自动控制理论
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二级倒立摆基于融合函数的模糊控制 被引量:7
5
作者 邢景虎 陈其工 江明 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1155-1159,共5页
文章针对多变量、非线性、强耦合性的二级倒立摆系统,采用模糊控制理论研究了二级倒立摆的稳定控制问题。考虑到二级倒立摆为多变量系统,为了解决模糊控制器规则组合爆炸问题,利用LQR控制方法设计了融合函数以降低模糊控制器的输入变量... 文章针对多变量、非线性、强耦合性的二级倒立摆系统,采用模糊控制理论研究了二级倒立摆的稳定控制问题。考虑到二级倒立摆为多变量系统,为了解决模糊控制器规则组合爆炸问题,利用LQR控制方法设计了融合函数以降低模糊控制器的输入变量维数,降低了控制器的设计难度,并研究了量化因子对控制效果的影响,通过设置阈值使量化因子可自动调节,进而提升了模糊控制器的性能品质。仿真和实验结果表明,通过这种模糊控制算法设计的控制器不但结构简单,而且具有良好的控制效果。 展开更多
关键词 二级倒立摆 模糊控制 融合函数 量化因子
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基于混合遗传算法的力矩受限圆轨二级倒立摆摆起控制 被引量:6
6
作者 么健石 曾鹏鑫 徐心和 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期615-618,共4页
为了实现力矩受限时圆轨二级倒立摆非线性系统的摆起控制,提出了一种新的开环优化控制策略.该策略通过在规定的时间内向系统施加一前馈控制序列,使上、下摆杆从自然悬垂位置摆到倒立点位置并使速度为零.为了获得最优摆起控制序列,采用... 为了实现力矩受限时圆轨二级倒立摆非线性系统的摆起控制,提出了一种新的开环优化控制策略.该策略通过在规定的时间内向系统施加一前馈控制序列,使上、下摆杆从自然悬垂位置摆到倒立点位置并使速度为零.为了获得最优摆起控制序列,采用混合遗传算法进行优化计算,通过编码操作解决控制力矩受限问题.仿真实验证明,该策略是有效和可行的,并为其他非线性多变量系统的控制提供了有效方法. 展开更多
关键词 圆轨二级倒立摆 起控制 力矩受限 混合遗传算法
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二级倒立摆状态反馈控制器设计优化方法 被引量:6
7
作者 彭秀艳 胡忠辉 姜辉 《控制工程》 CSCD 北大核心 2012年第3期462-466,共5页
设计了一种二级倒立摆的状态反馈控制器。研究了一种基于单纯形算法的参数优化方法。首先给出了二级倒立摆系统模型并分析了系统特性,设计了状态反馈控制器,提出基于ITAE(Integrated Time&Absolute Error)性能指标应用单纯形优化方... 设计了一种二级倒立摆的状态反馈控制器。研究了一种基于单纯形算法的参数优化方法。首先给出了二级倒立摆系统模型并分析了系统特性,设计了状态反馈控制器,提出基于ITAE(Integrated Time&Absolute Error)性能指标应用单纯形优化方法对状态反馈控制参数进行优化设计,以快速准确地得到状态反馈阵,并利用固高GLIP2002型直线倒立摆系统进行仿真分析和二级倒立摆系统控制实验,实现了二级倒立摆优化控制。提出的一种如何寻找使系统稳定且具有较好性能的状态反馈控制参数这一控制领域重要问题的解决方法,避免了极点配置法手动试凑方法调试参数困难的问题,对非线性、强耦合运动体的控制具有理论意义和应用价值。 展开更多
关键词 ITAE性能指标 单纯形优化算法 二级倒立摆 状态反馈 极点配置
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二级倒立摆系统的模糊滑模变结构控制 被引量:4
8
作者 乔枫 郭慧佳 +1 位作者 李界家 孙琳琳 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2010年第4期792-797,共6页
目的在满足良好的控制性能指标下,不依赖数学模型,实现对固有不稳定系统的有效控制.方法根据Lyapunov稳定性定理,建立模糊逻辑规则库,设计模糊滑模变结构控制器来控制二级倒立摆不稳定系统,并通过仿真验证控制方法有可行性和有效性.结... 目的在满足良好的控制性能指标下,不依赖数学模型,实现对固有不稳定系统的有效控制.方法根据Lyapunov稳定性定理,建立模糊逻辑规则库,设计模糊滑模变结构控制器来控制二级倒立摆不稳定系统,并通过仿真验证控制方法有可行性和有效性.结果该控制方法能以较为满意的动态和静态性能实现对不稳定系统的控制,摆脱了对被控对象数学模型的依赖,控制器的设计方法简单,实施方便,提高了控制方法的实用性.结论笔者有效地融合了模糊逻辑系统和滑模控制系统,开发了针对固有不稳定系统的控制算法,此方法扩大了控制对象的范围,在生产实践中有很广阔的应用空间. 展开更多
关键词 滑模变结构控制 模糊控制 二级倒立摆 抖振
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二级倒立摆的递阶模糊神经网络控制 被引量:10
9
作者 杨振强 程树康 朴营国 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期245-248,共4页
为了表明模糊神经网络控制器比较适合于控制快速、多变量、强非线性、绝对不稳定系统,可以克服用模糊神经网络控制多变量系统时的规则组合爆炸问题,本文提出用递阶模糊神经网络控制二级倒立摆。这种方法可以有效地减少多变量输入的模糊... 为了表明模糊神经网络控制器比较适合于控制快速、多变量、强非线性、绝对不稳定系统,可以克服用模糊神经网络控制多变量系统时的规则组合爆炸问题,本文提出用递阶模糊神经网络控制二级倒立摆。这种方法可以有效地减少多变量输入的模糊神经网络控制器的规则数,有利于利用专家的控制经验初始化网络参数,从而有利于下一步利用遗传算法对其进行优化。实验结果表明:与线性最优控制相比,本文方法的控制效果好、鲁棒性强。 展开更多
关键词 二级倒立摆 递阶 模糊神经网络 遗传算法 模糊控制
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二级倒立摆的泛逻辑稳定控制研究 被引量:3
10
作者 刘丽 何华灿 +1 位作者 贾澎涛 林卫 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第36期82-85,共4页
针对二级倒立摆的稳定控制问题,提出了一种以泛逻辑学为逻辑基础的控制器,控制器以任意区间[a,b]上的零级泛组合运算模型为核心决策部件,决策过程中考虑到输入变量之间的关系、输入量的测量误差,并允许决策门限连续可变。对二级倒立摆... 针对二级倒立摆的稳定控制问题,提出了一种以泛逻辑学为逻辑基础的控制器,控制器以任意区间[a,b]上的零级泛组合运算模型为核心决策部件,决策过程中考虑到输入变量之间的关系、输入量的测量误差,并允许决策门限连续可变。对二级倒立摆实物系统的泛逻辑稳定控制实验和抗干扰实验,以及同模糊控制方法和线性二次型最优状态调节器控制效果的比较证明了该方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 泛逻辑控制器 泛组合运算模型 二级倒立摆
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旋转二级倒立摆的双闭环模糊控制 被引量:6
11
作者 房朝晖 蒋云鹏 袁浩 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2017年第6期50-53,58,共5页
针对加拿大Quanser公司提供的旋转二级倒立摆实验装置,利用Lagrange方程进行系统建模,并将双闭环模糊控制方案应用到旋转二级倒立摆模型上。双闭环结构中,内环控制下摆杆角度,外环控制上摆杆角度,针对内外环分别设计了模糊控制器。实验... 针对加拿大Quanser公司提供的旋转二级倒立摆实验装置,利用Lagrange方程进行系统建模,并将双闭环模糊控制方案应用到旋转二级倒立摆模型上。双闭环结构中,内环控制下摆杆角度,外环控制上摆杆角度,针对内外环分别设计了模糊控制器。实验结果表明,该方案简单、可行,并在实时控制中具有良好的控制性能。 展开更多
关键词 旋转二级倒立摆 双闭环模糊控制 LAGRANGE方程
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二级倒立摆的摆起控制 被引量:9
12
作者 朱江滨 易建强 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2003年第7期1043-1045,1059,共4页
以往对非线性系统主要是采用线性化的方法进行控制,提出了一种基于专家系统及变步长预测控制的实时非线性系统控制方法。用变步长一步预测避开复杂的非线性推导,结合专家系统对控制参数进行修正,从而实现对复杂非线性系统的实时控制。... 以往对非线性系统主要是采用线性化的方法进行控制,提出了一种基于专家系统及变步长预测控制的实时非线性系统控制方法。用变步长一步预测避开复杂的非线性推导,结合专家系统对控制参数进行修正,从而实现对复杂非线性系统的实时控制。利用这种方法,实现了二级倒立摆的摆起及稳定控制。 展开更多
关键词 非线性系统 倒立 预测控制 二级倒立摆
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平面二级倒立摆的线性二次最优控制 被引量:3
13
作者 赵文龙 陈能祥 +1 位作者 曹博 李俊 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2013年第11期56-59,196,共5页
采用Lagrange方程建立了平面二级倒立摆的非线性动力学模型,将其在平衡位置附近进行线性化,得到系统在2个正交控制方向解耦的近似模型。根据最优控制理论设计了系统的线性二次最优调节器,并利用Visual C++6.0和Visual Basic 6.0实现了... 采用Lagrange方程建立了平面二级倒立摆的非线性动力学模型,将其在平衡位置附近进行线性化,得到系统在2个正交控制方向解耦的近似模型。根据最优控制理论设计了系统的线性二次最优调节器,并利用Visual C++6.0和Visual Basic 6.0实现了人机交互,实时控制在多媒体定时器中断服务函数内实现,自主搭建了一套平面二级倒立摆实验平台。系统成功实现稳摆控制,仿真及实验结果表明建立平面二级倒立摆解耦模型的合理性与控制算法的有效性。 展开更多
关键词 平面二级倒立摆 建模 解耦 线性二次最优控制 多媒体定时器
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二级倒立摆的模糊控制 被引量:11
14
作者 刘春生 吴庆宪 邹新生 《电光与控制》 北大核心 2000年第4期36-40,共5页
研究了二级倒立摆系统的模糊控制问题,提出了一种结构新颖的模糊控制律。通过对控制律的参数寻优和调整,实现了二级倒立摆的稳定控制。仿真研究表明:本文提出的模糊控制算法无论是动态指标还是稳态精度方面都有明显的优越性。
关键词 模糊控制 二级倒立摆 非线性系统
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基于性能协调的平面二级倒立摆控制 被引量:3
15
作者 宋运忠 张蛟龙 张伟 《控制工程》 CSCD 北大核心 2011年第2期258-261,共4页
针对平面二级倒立摆系统具有的多变量、非线性、强耦合、稳定控制实时性和快速性要求高的特点,设计了利用协调因子优化控制效果的改进型LQR控制器。运用分析动力学方法对倒立摆建立数学模型,以LQR理论设计了平面倒立摆的最优控制器,在... 针对平面二级倒立摆系统具有的多变量、非线性、强耦合、稳定控制实时性和快速性要求高的特点,设计了利用协调因子优化控制效果的改进型LQR控制器。运用分析动力学方法对倒立摆建立数学模型,以LQR理论设计了平面倒立摆的最优控制器,在此基础上加入性能协调因子,它能根据状态变量的变化实时调整控制作用的大小,进而对LQR输出的预控制作用进行精细处理,优化控制作用,进一步改善控制效果,经系统仿真与实验室实时控制验证,其结果表明这种控制器设计简单,实时性好,并能同时保证在不同的运行条件下具有较高的控制精度,较快的响应速度,良好的稳定性和鲁棒性。 展开更多
关键词 平面二级倒立摆 LQR 协调因子 实时控制
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二级倒立摆的T-S模糊建模和模糊控制 被引量:5
16
作者 王凯 黄玲 都磊 《控制工程》 CSCD 北大核心 2015年第S1期47-50,共4页
针对二级倒立摆系统具有多变量、非线性和强藕合的特性,借助T-S模糊模型研究二级倒立摆系统的模糊建模和模糊控制的问题,提出针对两个不同摆角建立T-S模糊状态空间模型,并设计模糊LQR控制器。与一般的LQR控制对比。仿真结果表明:提出的... 针对二级倒立摆系统具有多变量、非线性和强藕合的特性,借助T-S模糊模型研究二级倒立摆系统的模糊建模和模糊控制的问题,提出针对两个不同摆角建立T-S模糊状态空间模型,并设计模糊LQR控制器。与一般的LQR控制对比。仿真结果表明:提出的二级倒立摆的模糊建模和模糊控制方法具有较短的收敛时间和较小的输出振幅。 展开更多
关键词 模糊建模 模糊控制 二级倒立摆
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基于模糊控制二级倒立摆实验装置数模的建立 被引量:2
17
作者 蔡军 蔡芳 陈勇 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期84-88,共5页
针对经典控制方法难以实现对二级倒立摆实验装置系统的实时控制问题,需对实验装置的控制系统进行二次开发,为此,引入模糊控制方法改善原有的线性控制算法.模糊控制的核心是模糊控制规则,所以确定合适有效的控制规则成为解决问题的关键.... 针对经典控制方法难以实现对二级倒立摆实验装置系统的实时控制问题,需对实验装置的控制系统进行二次开发,为此,引入模糊控制方法改善原有的线性控制算法.模糊控制的核心是模糊控制规则,所以确定合适有效的控制规则成为解决问题的关键.采用基于经验和基于系统仿真结果两者相结合的方法,制定出了简单适用的规则库.调试结果表明,同时系统具有良好的稳定性.对二级倒立摆实验系统的实例仿真表明,该设计算法易于实现,在抑制外部扰动和实时控制性方面优于经典的状态反馈最优控制. 展开更多
关键词 模糊控制 二级倒立摆 控制规则 非线性 实时性 稳定性 最优控制
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二级倒立摆的Sugeno型模糊神经网络控制 被引量:2
18
作者 李平 张重阳 +1 位作者 陶文华 姚凌虹 《控制工程》 CSCD 北大核心 2009年第4期458-460,463,共4页
为了提高二级倒立摆系统实时控制的响应速度和稳定性,在设计Mamdani型模糊推理规则控制器控制倒立摆系统稳定的基础上,设计了一种更有效率的基于Sugeno型模糊推理规则的模糊神经网络控制器。该控制器使用BP神经网络和最小二乘法的混合... 为了提高二级倒立摆系统实时控制的响应速度和稳定性,在设计Mamdani型模糊推理规则控制器控制倒立摆系统稳定的基础上,设计了一种更有效率的基于Sugeno型模糊推理规则的模糊神经网络控制器。该控制器使用BP神经网络和最小二乘法的混合算法进行参数训练,能够准确归纳输入输出量的模糊隶属度函数和模糊逻辑规则。通过与Mamdani型控制器的仿真对比及实际控制实验结果,表明该Sugeno型模糊神经网络控制器对二级倒立摆实验装置的控制具有良好的稳定性、快速性和较高的控制精度。 展开更多
关键词 二级倒立摆 Mamdani推理规则 模糊神经网络 Sugeno推理规则
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二级倒立摆的三种控制方法比较 被引量:4
19
作者 王芳 周军 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 2004年第2期37-40,共4页
通过采用LQY最优控制、变结构控制及模糊控制3种方法对二级倒立摆系统进行实时控制,从理论上讨论了这类典型的非线性自不稳定系统控制器的设计方法,通过分析指出各种方法之间的优缺点,并通过数字仿真加以证实。
关键词 二级倒立摆 非线性 LQY控制 变结构控制 模糊控制
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直线柔性二级倒立摆控制系统的频率响应法设计 被引量:2
20
作者 闫勤劳 邢作常 张志勇 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2005年第5期1336-1338,共3页
通过伯德图直观地得出了直线二级柔性倒立摆系统开环传递函数的增益裕量和相位裕量均不满足规定性要求的结论。继而用频域设计的方法增加一个校正装置,其瞬态响应和稳态精度都得到了显著改善,从而为其控制的稳定性奠定了可靠的理论基础。
关键词 传递函数 瞬态响应 滞后-超前校正 直线柔性二级倒立摆控制系统 频率响应法
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