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三级倒立摆系统基于滑模的鲁棒控制 被引量:15
1
作者 张克勤 苏宏业 +1 位作者 庄开宇 褚健 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期404-409,共6页
倒立摆系统被公认为自动控制理论中的一个典型的试验设备 .利用了一种基于滑模的鲁棒控制方法对一个具有单控制输入的三级倒立摆系统进行闭环控制的综合设计及仿真研究 .由于倒立摆系统结构的特殊性以及控制的复杂性 ,传统的状态反馈控... 倒立摆系统被公认为自动控制理论中的一个典型的试验设备 .利用了一种基于滑模的鲁棒控制方法对一个具有单控制输入的三级倒立摆系统进行闭环控制的综合设计及仿真研究 .由于倒立摆系统结构的特殊性以及控制的复杂性 ,传统的状态反馈控制方法很难达到预期的控制效果 ,这种方法不但可以达到所期望的性能要求 ,同时使得倒立摆系统从初始时刻开始就运行在滑模面上 ,从而使系统具有较强的鲁棒性 .仿真结果表明了该控制方法的有效性和可行性 . 展开更多
关键词 三级倒立摆系统 滑模控制 鲁棒控制 自动控制理论 系统结构 鲁棒稳定性
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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
2
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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倒立摆系统的变结构控制方案 被引量:7
3
作者 姚利娜 王宏 +1 位作者 周靖林 岳红 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期724-727,共4页
对单级倒立摆系统的稳定和鲁棒控制问题,提出了一种基于李雅普诺夫直接法的变结构控制方案,理论分析和计算机模拟都表明该控制方案不仅能镇定倒立摆,实现对台车的位移控制,而且当系统参数变化时也实现了对该系统的鲁棒控制.
关键词 倒立摆系统 鲁棒控制 变结构控制 镇定 系统参数 控制方案 计算机模拟 问题 变化
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倒立摆系统及其智能控制研究 被引量:23
4
作者 郭钊侠 方建安 苗清影 《东华大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期122-126,共5页
倒立摆系统是绝对不稳定非线性系统的一个典型范例,如何对其进行有效的控制是控制界的一大热点。这里以各种智能控制理论为基础,对应用于倒立摆系统控制的智能控制方法进行综述,分析了各种方法的特点和联系。最后还就这一领域的研究方... 倒立摆系统是绝对不稳定非线性系统的一个典型范例,如何对其进行有效的控制是控制界的一大热点。这里以各种智能控制理论为基础,对应用于倒立摆系统控制的智能控制方法进行综述,分析了各种方法的特点和联系。最后还就这一领域的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 倒立摆系统 智能控制 模糊控制 神经网络控制
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三级倒立摆系统模糊控制器设计及仿真 被引量:18
5
作者 曲建岭 吴文海 孙俊恩 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第3期578-581,共4页
提出了一种借助于系统的线性化模型设计三级倒立摆系统模糊控制器的方法。这种方法将线性系统理论与模糊控制技术相结合,将单一的复杂控制策略转化为多级控制策略嵌套,大大简化了三级倒立摆系统模糊控制器的设计步骤。仿真结果表明,该... 提出了一种借助于系统的线性化模型设计三级倒立摆系统模糊控制器的方法。这种方法将线性系统理论与模糊控制技术相结合,将单一的复杂控制策略转化为多级控制策略嵌套,大大简化了三级倒立摆系统模糊控制器的设计步骤。仿真结果表明,该方法是可行性的。 展开更多
关键词 三级倒立摆系统 模糊控制 融合函数 作用函数
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基于非线性控制方法的倒立摆系统控制 被引量:12
6
作者 陈谋 姜长生 吴庆宪 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期684-688,共5页
应用非线性系统跟踪控制方法对倒立摆系统的控制进行研究.基于非线性系统控制方法对倒立摆系统摆的镇定问题、台车位置调节问题和鲁棒控制问题设计出了具体的控制器.最后给出了在所设计的各种控制器作用下系统的仿真结果,结果表明所设... 应用非线性系统跟踪控制方法对倒立摆系统的控制进行研究.基于非线性系统控制方法对倒立摆系统摆的镇定问题、台车位置调节问题和鲁棒控制问题设计出了具体的控制器.最后给出了在所设计的各种控制器作用下系统的仿真结果,结果表明所设计的控制器对倒立摆系统的稳定控制具有良好的效果. 展开更多
关键词 倒立摆系统 非线性控制 滑模控制 神经网络
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倒立摆系统的非线性稳定控制及起摆问题的研究 被引量:19
7
作者 付莹 张广立 杨汝清 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2003年第1期35-37,共3页
对一维倒立摆系统的稳定和起摆进行了深入研究。通过Lie理论对系统进行坐标和输入量的变换 ,实现了系统的局部线性化 ,使得倒立摆系统的稳定控制不再需要对数学模型中的非线性项取近似值。同时采用能量反馈的方法进行倒立摆的起摆控制。
关键词 非线性稳定控制 倒立摆系统 Lie理论 能量反馈 控制
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基于滑模变结构的倒立摆系统稳定控制 被引量:24
8
作者 袁性忠 姜新建 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期720-723,共4页
利用滑模变结构控制对一级倒立摆系统进行了有效控制.首先对一级倒立摆系统的模型进行线性化处理,再利用滑模变结构控制方法对此模型中摆的镇定、台车位置的调节和系统参数不确定性设计了具体的控制规律,并使用饱和函数的方法抑制系统... 利用滑模变结构控制对一级倒立摆系统进行了有效控制.首先对一级倒立摆系统的模型进行线性化处理,再利用滑模变结构控制方法对此模型中摆的镇定、台车位置的调节和系统参数不确定性设计了具体的控制规律,并使用饱和函数的方法抑制系统的抖振.最后在Matlab/Simulink上进行了仿真实验,实验结果说明滑模变结构控制方法是有效的. 展开更多
关键词 倒立摆系统 滑模变结构控制 镇定 线性化处理 一级 饱和函数 仿真实验 制方 抑制 调节
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鲁棒H_∞控制在非线性倒立摆系统中的应用 被引量:8
9
作者 李艳辉 李红星 +1 位作者 李建华 闵江喆 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2007年第5期97-100,共4页
倒立摆系统是一个复杂的、非线性的、不确定的高阶系统,是火箭垂直姿态控制、两足行走机器人等控制对象的模型,被广泛用于研究和验证各种控制方法.针对非线性倒立摆系统,给出非线性不确定系统的H∞性能准则,推导出H∞状态反馈控制器存... 倒立摆系统是一个复杂的、非线性的、不确定的高阶系统,是火箭垂直姿态控制、两足行走机器人等控制对象的模型,被广泛用于研究和验证各种控制方法.针对非线性倒立摆系统,给出非线性不确定系统的H∞性能准则,推导出H∞状态反馈控制器存在的充分条件,并将其表达成具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,利用标准的数字软件进行求解.仿真结果表明该方法有效可行. 展开更多
关键词 倒立摆系统 状态反馈 H∞控制 线性矩阵不等式
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四级倒立摆系统的模糊控制方法研究 被引量:8
10
作者 肖军 张石 徐心和 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 2001年第6期752-755,共4页
倒立摆系统由于其多变量、非线性和强耦合性等特点而一直成为各国专家学者研究的热点。目前,一级、二级、三级倒立摆都已经有成功控制的实例,而单电机控制的四级倒立摆系统的控制还未见报导。本文首先推导了四级倒立摆系统的数学模型... 倒立摆系统由于其多变量、非线性和强耦合性等特点而一直成为各国专家学者研究的热点。目前,一级、二级、三级倒立摆都已经有成功控制的实例,而单电机控制的四级倒立摆系统的控制还未见报导。本文首先推导了四级倒立摆系统的数学模型,并对倒立摆系统在平衡点附近进行了可控性研究。在此基础上,提出一种基于三维模糊组合变量的控制方法。仿真研究结果证明了所提出控制方法的有效性。 展开更多
关键词 模糊控制 数学模型 四级倒立摆系统 可控性
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自立倒立摆系统的自摆起及稳定控制 被引量:7
11
作者 刘继光 王丽军 袁浩 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2015年第11期62-65,72,共5页
首先基于拉格朗日方程建立了自立倒立摆系统的数学模型,然后采用线性二次型最优控制与PD控制相结合的控制方法,并通过设计开关控制来实现2个控制器的切换,最终实现对倒立摆系统的自摆起和稳定控制。
关键词 自立倒立摆系统 线性二次型最优控制 PD 控制 开关控制
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基于DSP的二轮小车-倒立摆系统 被引量:11
12
作者 段旭东 魏衡华 陈星 《控制工程》 CSCD 2004年第6期521-524,共4页
为了提高倒立摆运动的自由度,同时也提高了控制难度,以便实现更多的控制内容,利用DSP的强大功能,设计了一种基于DSP的二轮小车 倒立摆系统。介绍了以DSP芯片TMS320LF2407为核心的二轮小车 倒立摆的硬件系统的开发,以及运用现代控制理论... 为了提高倒立摆运动的自由度,同时也提高了控制难度,以便实现更多的控制内容,利用DSP的强大功能,设计了一种基于DSP的二轮小车 倒立摆系统。介绍了以DSP芯片TMS320LF2407为核心的二轮小车 倒立摆的硬件系统的开发,以及运用现代控制理论设计的控制软件,实现小车 倒立摆的倒立平稳控制和在小车 倒立摆保持倒立状态下的自由位置移动控制。控制结果表明了二轮小车 倒立摆系统的设计是成功的,原先的控制设想也是可行的。 展开更多
关键词 二轮小车—倒立摆系统 DSP TMS320LF2407 倒立控制
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三级倒立摆系统的可控性与可观性分析 被引量:14
13
作者 何彦彦 沈程智 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第5期545-549,共5页
研究了由单电机控制的三级倒立摆系统的可控性和可观性.通过对单电机控制的三级倒立摆系统建立数学模型,并在平衡位置附近线性化,得到线性数学模型.然后根据可控性和可观性判据。
关键词 三级倒立摆系统 可控性 可观测性 控制策略
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倒立摆系统自适应高阶微分反馈控制(英文) 被引量:5
14
作者 齐国元 陈增强 袁著祉 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期676-683,共8页
利用提取的系统高阶微分信息,提出了自适应高阶微分反馈控制器.某种程度上该控制器不依赖于单输入单输出(SISO)非线性仿射系统的模型.并且分析了闭环系统的稳定性和鲁棒性.通过将摆角方程的位移加速度看作是控制输入,将倒立摆系统转化... 利用提取的系统高阶微分信息,提出了自适应高阶微分反馈控制器.某种程度上该控制器不依赖于单输入单输出(SISO)非线性仿射系统的模型.并且分析了闭环系统的稳定性和鲁棒性.通过将摆角方程的位移加速度看作是控制输入,将倒立摆系统转化成相互影响的两个SISO仿射系统,从而用两个串级高阶微分反馈控制器成功地实现了倒立摆系统的镇定与调节.数字仿真表明,控制器对摆的基准模型实现了较为满意的控制,而且该控制方法对非线性摩擦项,对摆长、摆质量、小车质量等参数变化以及外扰动具有强鲁棒性. 展开更多
关键词 倒立摆系统 高阶微分器 自适应高阶微分反馈控制器 不依赖模型控制器 鲁棒性
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柔性连接倒立摆系统的控制与实现 被引量:12
15
作者 丛爽 张冬军 《控制工程》 CSCD 2004年第6期506-509,549,共5页
柔性连接的倒立摆系统是在直线倒立摆系统的基础上引入自由振荡环节,使闭环控制系统的响应频率受到弹簧振荡频率的限制,从而增加了对该系统控制器设计的难度。在建立被控系统动力学模型的基础上,通过数学分析,应用线性二次型最优控制策... 柔性连接的倒立摆系统是在直线倒立摆系统的基础上引入自由振荡环节,使闭环控制系统的响应频率受到弹簧振荡频率的限制,从而增加了对该系统控制器设计的难度。在建立被控系统动力学模型的基础上,通过数学分析,应用线性二次型最优控制策略进行状态反馈控制器的设计,成功地将柔性连接倒立摆系统稳定地平衡在倒立状态。仿真以及实际系统的实验均验证了所采用方法的有效性。最后对所实现的控制器的控制性能进行了分析。 展开更多
关键词 柔性连接倒立摆系统 最优控制 非线性系统 LQY CONTROLLER
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基于倒立摆系统的可拓控制策略研究 被引量:8
16
作者 管凤旭 王科俊 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1146-1149,共4页
在可拓控制器设计方法的基础上,改进了基本可拓控制器的控制算法.将常规的单输入单输出可拓控制推广到单输入多输出系统,并将可拓控制器应用于旋转式倒立摆系统,以验证它的有效性及控制能力.
关键词 倒立摆系统 可拓控制 单输入多输出 智能控制
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倒立摆系统的动力学建模与滑模控制 被引量:5
17
作者 邱德慧 王庆林 杨洁 《控制工程》 CSCD 北大核心 2012年第S1期8-11,14,共5页
针对任意级直线倒立摆系统,基于Lagrange方程,建立其动力学模型,为倒立摆系统建模提供了一个简洁的途径。然后针对存在不确定摆杆长度和外部扰动的一级倒立摆系统的稳定控制,采用坐标变换将一级倒立摆系统动力学模型转换为易于设计的级... 针对任意级直线倒立摆系统,基于Lagrange方程,建立其动力学模型,为倒立摆系统建模提供了一个简洁的途径。然后针对存在不确定摆杆长度和外部扰动的一级倒立摆系统的稳定控制,采用坐标变换将一级倒立摆系统动力学模型转换为易于设计的级联规范型,基于此规范型提出了一种新的滑模控制策略。采用柔化符号函数的方法,消除了控制力抖振。并应用Lyapunov理论和摄动理论证明了控制系统的稳定性。仿真结果表明所设计的控制器的有效性和鲁棒性。 展开更多
关键词 滑模控制 任意级倒立摆系统 级联规范型 欠驱动系统
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倒立摆系统稳定控制之研究 被引量:13
18
作者 刘丽 何华灿 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2006年第5期214-219,共6页
多级倒立摆系统作为一个典型的非线性、多变量、高阶次、强耦合和自然不稳定的复杂被控系统,一直是人们检验、比较各种控制理论和方法的理想实验平台,半个多世纪以来,国内外许多机构对它进行了广泛的研究,积累了丰富的资料。这里对多级... 多级倒立摆系统作为一个典型的非线性、多变量、高阶次、强耦合和自然不稳定的复杂被控系统,一直是人们检验、比较各种控制理论和方法的理想实验平台,半个多世纪以来,国内外许多机构对它进行了广泛的研究,积累了丰富的资料。这里对多级倒立摆稳定控制的研究现状进行总结,探讨了它的发展趋势。目前主要的控制方法有线性控制、预测控制和智能控制三类,智能控制是当前研究的主流,它包括模糊控制、拟人控制、计算智能控制、云模型控制等。继续深入研究各种智能控制方法及其组合应用是今后的发展方向。 展开更多
关键词 倒立摆系统 线性控制 预测控制 智能控制 稳定控制
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倒立摆系统的符号型自适应模糊控制 被引量:4
19
作者 王琪 黄华 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2014年第3期1016-1020,共5页
在变论域模糊控制系统中,一般情况下,论域根据设计好的伸缩因子随着输入变量的减小而收缩。论域的收缩增加了规则,降低了控制的实时性,同时伸缩因子的设计是一大难点。根据上述问题设计了基于符号型自适应模糊算法的单级倒立摆控制器。... 在变论域模糊控制系统中,一般情况下,论域根据设计好的伸缩因子随着输入变量的减小而收缩。论域的收缩增加了规则,降低了控制的实时性,同时伸缩因子的设计是一大难点。根据上述问题设计了基于符号型自适应模糊算法的单级倒立摆控制器。算法采用变形后的符号函数对输入变量进行了规范化处理,实时调整输入变量,并根据收敛性原理设计了控制器输出调整因子。系统利用线性二次调节器对状态变量进行综合,避免了"维数灾难"问题。仿真结果表明,该方法跟踪速度快,稳定性好。 展开更多
关键词 倒立摆系统 符号型 自适应 模糊控制 线性二次调节器
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基于飞轮的单级倒立摆系统的建模与仿真 被引量:5
20
作者 阮晓钢 王昱峰 《控制工程》 CSCD 北大核心 2011年第6期877-880,904,共5页
针对目前独轮机器人的侧向平衡控制问题,设计了一种基于飞轮的单级倒立摆系统。简单地介绍了目前有关倒立摆系统的研究现状,然后利用拉格朗日方法建立了基于飞轮的单级倒立摆系统的数学模型,同时,对所建立的数学模型(精确模型和线性化模... 针对目前独轮机器人的侧向平衡控制问题,设计了一种基于飞轮的单级倒立摆系统。简单地介绍了目前有关倒立摆系统的研究现状,然后利用拉格朗日方法建立了基于飞轮的单级倒立摆系统的数学模型,同时,对所建立的数学模型(精确模型和线性化模型)在Matlab/Simulink中进行了仿真验证,仿真结果证实了所建立的模型是可信的,并用现代控制理论中的二次型最优调节器(LQR)实现对倒立摆的最优控制,仿真结果表明该方法对基于飞轮的单级倒立摆系统的平衡控制是有效的。 展开更多
关键词 倒立摆系统 拉格朗日 最优控制
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