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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倒立摆系统及其智能控制研究 被引量：23

2

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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鲁棒H_∞控制在非线性倒立摆系统中的应用 被引量：8

3

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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三级倒立摆系统的可控性与可观性分析 被引量：14

4

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 摆 可控性 可观测性 控制策略

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基于倒立摆系统的可拓控制策略研究 被引量：8

5

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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具时滞单级倒立摆系统的稳定性分析 被引量：2

6

作者 曹青松 黎林 《煤矿机械》 北大核心 2009年第4期85-88,共4页

倒立摆本身是一个自然不稳定系统,时滞的存在更加恶化了系统性能。基于牛顿动力学方法建立了具时滞单级倒立摆系统的动力学模型,采用PID策略实施控制。将时滞环节采用一阶对称Padé逼近,得到系统的特征方程,利用Routh稳定判据和符... 倒立摆本身是一个自然不稳定系统,时滞的存在更加恶化了系统性能。基于牛顿动力学方法建立了具时滞单级倒立摆系统的动力学模型,采用PID策略实施控制。将时滞环节采用一阶对称Padé逼近,得到系统的特征方程,利用Routh稳定判据和符号计算法计算出控制系统临界稳定的时滞量。仿真实验结果表明,时滞的存在降低了控制效果,甚至导致控制系统失效。 展开更多

关键词 倒立摆系统 时滞 Routh稳定判据 PID算法

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基于Matlab的非精确倒立摆系统模糊控制 被引量：1

7

作者 余昌盛 杨煦 +1 位作者 许力 张伟 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第2期156-159,163,共5页

针对一种实际非精确的单级倒立摆系统,提出了一种专家模糊控制方法,在Matlab环境下编程,通过MEX接口与数据采集卡进行数据交换,将传感器检测到的角度和位移变量及其变化率经过模糊化,通过在线查询规则库的方式进行实时模糊推理,并通过... 针对一种实际非精确的单级倒立摆系统,提出了一种专家模糊控制方法,在Matlab环境下编程,通过MEX接口与数据采集卡进行数据交换,将传感器检测到的角度和位移变量及其变化率经过模糊化,通过在线查询规则库的方式进行实时模糊推理,并通过解模糊运算给出控制信号作用于倒立摆系统.实验结果表明,采用此方法,在Matlab环境下进行实时控制可以获得满意的效果. 展开更多

关键词 MATLAB 非精确倒立摆系统 专家模糊控制 在线应用

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基于分类解耦模糊PID控制的倒立摆系统 被引量：2

8

作者 吕志 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2015年第2期141-144,共4页

通过对倒立摆系统数学模型分析,采用一种分类解耦的线性化方法,结合经典与现代控制理论优点,将模糊控制算法与PID整定算法结合在一起,设计了一种新型控制器。通过仿真结果的比较证明该系统具有良好的动态性能和稳态性能。

关键词 倒立摆系统 解耦 模糊PID

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小车倒立摆系统的模糊控制仿真研究 被引量：3

9

作者 刘清 谢建凯 丁琳 《港口装卸》 2002年第5期11-13,共3页

小车倒立摆系统是一个典型的非线性、不稳定的控制对象 ,因此小车倒立摆系统的控制问题被公认为控制理论中的一个典型问题。本文基于 Mamdani和 Takagi- Sugeno(简称 T- S)模糊推理模型分别建立了小车倒立摆模糊控制系统 ,用仿真的方法... 小车倒立摆系统是一个典型的非线性、不稳定的控制对象 ,因此小车倒立摆系统的控制问题被公认为控制理论中的一个典型问题。本文基于 Mamdani和 Takagi- Sugeno(简称 T- S)模糊推理模型分别建立了小车倒立摆模糊控制系统 ,用仿真的方法研究了它们的控制性能和特点 ,并与传统的 展开更多

关键词 小车倒立摆系统 模糊控制 仿真 Mamdani模型推理 T-S模糊推理

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倒立摆系统的鲁棒H_∞加权混合控制 被引量：2

10

作者 杜璧秀 《现代电子技术》 2013年第2期77-79,82,共4页

为了建立控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台,研究了存在结构参数不确定性和具有干扰信号的倒立摆系统。首先将该系统分解为摆杆控制系统和小车控制系统。摆杆控制系统采用T S模糊模型来描述,利用系统的不确定性把系统表示... 为了建立控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台,研究了存在结构参数不确定性和具有干扰信号的倒立摆系统。首先将该系统分解为摆杆控制系统和小车控制系统。摆杆控制系统采用T S模糊模型来描述,利用系统的不确定性把系统表示成不确定系统的形式,采用鲁棒H_∞控制策略及LMI优化算法解算出反馈值,并设计出全局渐进稳定的模糊模型;小车控制系统则采用对位置误差和小车速度进行模糊化计算的方法,再利用模糊控制器进行处理计算,并最终得出控制量。最后再对两个系统进行加权混合控制。对倒立摆系统进行外加干扰信号、给定平移指令以及参数摄动等实验时,系统均可以在0.4 s的时间内取得良好的控制效果。实验结果表明:提出的加权控制方法具有较强的鲁棒稳定性和良好的抗干扰性能,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 倒立摆系统 TS模糊控制 鲁棒镇定 参数不稳定性 线性矩阵不等式

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倒立摆系统的智能控制算法研究 被引量：1

11

作者 焦灵侠 《电子设计工程》 2012年第15期65-67,70,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 倒立摆系统 模糊控制器 算法 仿真

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基于三步法的二级倒立摆系统研究

12

作者 韩光信 胡宇 《河南科技》 2023年第11期30-34,共5页

【目的】为解决二级倒立摆系统非线性和强耦合问题,获得更好的稳定性和控制性,本研究设计一种基于三步法的控制器。【方法】建立二级倒立摆系统的状态空间模型,并划分为三个子系统。按照三步法控制器的设计步骤,对二级倒立摆子系统进行... 【目的】为解决二级倒立摆系统非线性和强耦合问题,获得更好的稳定性和控制性,本研究设计一种基于三步法的控制器。【方法】建立二级倒立摆系统的状态空间模型,并划分为三个子系统。按照三步法控制器的设计步骤,对二级倒立摆子系统进行控制器设计,避免倒立摆系统在整体分析时出现耦合问题。【结果】通过李雅普诺夫函数证明了该控制器的稳定性。【结论】仿真结果证明,该控制器在二级倒立摆系统稳定控制中的有效性,具有更小的超调和平稳的响应过程。 展开更多

关键词 二级倒立摆系统 三步法 稳定控制

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倒立摆系统的线性二次型状态反馈控制 被引量：4

13

作者 李俊 高健 汪彦彦 《兵工自动化》 2007年第3期56-58,共3页

针对倒立摆系统非线性、鲁棒性、镇定、随动及跟踪等问题,提出二次型状态反馈控制。LQR控制器用于倒立摆的控制模式,保持摆锤稳定在竖直向上不稳定状态点附近,使小车位移跟踪给定信号。应用Matlab工具函数lqr,得到最优控制器对应的反馈... 针对倒立摆系统非线性、鲁棒性、镇定、随动及跟踪等问题,提出二次型状态反馈控制。LQR控制器用于倒立摆的控制模式,保持摆锤稳定在竖直向上不稳定状态点附近,使小车位移跟踪给定信号。应用Matlab工具函数lqr,得到最优控制器对应的反馈增益矩阵,由此实现求反馈矩阵及倒立摆控制的程序。其仿真实验效果较好。 展开更多

关键词 倒立摆系统 二次型状态反馈控制 MATLAB 反馈矩阵

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输入受限的倒立摆系统变结构PID控制研究 被引量：2

14

作者 路莹昕 韩光信 《河南科技》 2019年第16期37-38,共2页

针对输入受限的直线一级倒立摆系统控制问题,本文提出了Anti-windup变结构PID控制器。在输入受限的倒立摆系统中,对传统PID与Anti-windup变结构PID的两重算法仿真实验对比研究,结果显示:Antiwindup变结构PID不仅可以满足输入受限倒立摆... 针对输入受限的直线一级倒立摆系统控制问题,本文提出了Anti-windup变结构PID控制器。在输入受限的倒立摆系统中,对传统PID与Anti-windup变结构PID的两重算法仿真实验对比研究,结果显示:Antiwindup变结构PID不仅可以满足输入受限倒立摆系统的控制要求,还具有良好的稳态效果、较短的调节时间和较小的超调量。 展开更多

关键词 倒立摆系统 ANTI-WINDUP 变结构PID

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基于Matlab GUI的倒立摆系统仿真平台设计 被引量：2

15

作者 陈梅 王健 宗广灯 《现代电子技术》 2022年第18期143-147,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 Matlab GUI 倒立摆系统 极点配置 LQR控制 参数设置 状态方程 反馈矩阵 响应曲线

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基于间接模糊自适应控制的倒立摆系统设计

16

作者 李芬 吕志高 《信息技术》 2011年第5期129-131,134,共4页

自适应模糊控制系统对参数变化和环境变化不敏感,能用于非线性和多变量复杂对象,不仅收敛速度快,鲁棒性好,而且可以在运行中不断修正自己的控制规则来改善控制性能,因而受到广泛重视。提出一种间接模糊自适应控制的方法,并将其成功应用... 自适应模糊控制系统对参数变化和环境变化不敏感,能用于非线性和多变量复杂对象,不仅收敛速度快,鲁棒性好,而且可以在运行中不断修正自己的控制规则来改善控制性能,因而受到广泛重视。提出一种间接模糊自适应控制的方法,并将其成功应用于倒立摆系统中,根据Matlab模糊逻辑工具箱仿真得出理想的结果。 展开更多

关键词 自适应控制 间接模糊自适应控制 倒立摆系统

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对倒立摆控制系统设计的仿真与比较 被引量：7

17

作者 齐峰 万少松 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2007年第2期29-32,共4页

倒立摆系统是一个复杂的、绝对不稳定的非线性系统。给出了一种倒立摆系统动力学模型,分别采用基于状态反馈和变结构控制的方法对其设计了控制方法;基于数字仿真对这两种方法进行了比较,结果表明变结构控制的方法具有较强的鲁棒性和有... 倒立摆系统是一个复杂的、绝对不稳定的非线性系统。给出了一种倒立摆系统动力学模型,分别采用基于状态反馈和变结构控制的方法对其设计了控制方法;基于数字仿真对这两种方法进行了比较,结果表明变结构控制的方法具有较强的鲁棒性和有更好的控制效果。 展开更多

关键词 状态反馈 极点配置 交结构控制 倒立摆系统

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基于xPC网络控制的倒立摆伺服系统

18

作者 李向国 梅志千 黄宁 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期271-274,共4页

为实现倒立摆伺服系统的远程控制,设计了一种基于xPC网络控制的倒立摆伺服系统,建立了倒立摆伺服控制系统的数学模型,并利用xPC组件对该系统进行了运动控制试验.试验结果表明,该系统具有响应速度快、实时性强、易于操作等特点.

关键词 XPC 网络控制 倒立摆伺服系统

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基于LabVIEW的二级倒立摆控制系统三维仿真 被引量：6

19

作者 吴震宇 方敏 丁康 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1480-1484,共5页

倒立摆是控制理论研究和教学中广泛使用的典型模型,文章在LabVIEW环境下,以二级直线倒立摆为被控对象,利用虚拟现实技术,开发了倒立摆LQR三维仿真控制系统;使用LabVIEW的三维图形工具箱将倒立摆的三维模型导入LabVIEW中,并利用LabVIEW... 倒立摆是控制理论研究和教学中广泛使用的典型模型,文章在LabVIEW环境下,以二级直线倒立摆为被控对象,利用虚拟现实技术,开发了倒立摆LQR三维仿真控制系统;使用LabVIEW的三维图形工具箱将倒立摆的三维模型导入LabVIEW中,并利用LabVIEW控制设计和仿真模块将数学模型和三维模型联系起来;通过倒立摆系统的仿真数据驱动倒立摆的三维虚拟模型,能够形象地反映真实倒立摆的运动状态。所开发的系统操作界面友好易用,用户可以方便地修改倒立摆模型和LQR控制器的参数。 展开更多

关键词 倒立摆控制系统 虚拟现实 LABVIEW环境 三维仿真

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时滞倒立摆的H_∞反馈控制

20

作者 邵克勇 田妙苗 张宏鑫 《东北石油大学学报》 CAS 北大核心 2012年第4期85-89,10,共5页

由于系统的输入滞后不可避免,时滞是影响系统稳定性的因素之一,文中研究具有输入时滞的一级直线倒立摆的H∞控制问题.基于Lyapunov稳定性理论,采用线性矩阵不等式方法得出系统的H∞反馈控制器.文中没有引入自由权矩阵,减小了问题的复杂... 由于系统的输入滞后不可避免,时滞是影响系统稳定性的因素之一,文中研究具有输入时滞的一级直线倒立摆的H∞控制问题.基于Lyapunov稳定性理论,采用线性矩阵不等式方法得出系统的H∞反馈控制器.文中没有引入自由权矩阵,减小了问题的复杂性.同时考虑系统不确定性.结论可由MATLAB软件直接求解,方便易行.仿真结果证实了方法的有效性. 展开更多

关键词 H∞控制 LYAPUNOV函数 线性矩阵不等式 倒立摆系统 输入时滞

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