菜单
  

    (3)推到了单级倒立摆系统的空间状态模型,并对单级倒立摆系统的开环性能进行了分析。
    (4)倒立摆二次最优控制算法研究,介绍了线性二次型最优控制(LQR)原理,编写了线性二次最优控制的matlab程序,并在Simulink环境中进行了仿真与实时控制实验,最后对控制曲线图进行了分析。
    (5)模糊控制器及模糊控制系统的设计,简要介绍了模糊控制基础,模糊控制器和模糊控制系统的设计方法。
    (6)单级倒立摆系统的模糊控制,利用分层控制降低了模糊控制器的阶数避免了模糊规则爆炸的问题。针对单级倒立摆,系统设计了模糊控制器并在matlab中进行了仿真研究,对其抗干扰性能进行了实验,并与二次最优控制方法进行了比较。
    (7)对课题所做的工作进行了总结,并对控制系统的近一步研究提出展望。
    2  倒立摆系统简介
    2.1  倒立摆的类型及特点
    倒立摆种类多种多样,其中典型的有直线倒立摆、环形倒立摆、平面倒立摆和复合式倒立摆等。倒立摆系统是在运动模块上装载倒立摆装置,由于在相同的运动模块上可以装载不同的倒立摆装置;因此倒立摆的种类也增加了很多[6]。按倒立摆的结构来分,有以下类型的倒立摆:
    (1) 直线倒立摆
    直线倒立摆是在直线运动模块上装有摆体组件。直线运动模块有一个自由度,小车可以沿导轨水平运动。在小车上装载不同的摆体组件,可以组成很多类别的倒立摆。直线柔性倒立摆和一般直线倒立摆的不同之处在于,柔性倒立摆有两个可以沿导轨滑动的小车,并且在主动小车和从动小车之间增加了一个弹簧,作为柔性关节[6]。
    (2)圆周倒立摆
    圆周倒立摆是在圆周运动模块上装有摆体组件。圆周运动模块有一个自由度,可以围绕齿轮中心做圆周运动,在运动手臂末端装有摆体组件[6]。根据摆体组件的级数和串连或并联的方式,可以组成很多形式的倒立摆。
    (3)平面倒立摆。
    平面倒立摆是在可以做平面运动的运动模块上装有摆杆组件。平面运动模块主要有两类:一类是 XY 运动平台,另一类是两自由度 SCARA 机械臂[6]。
    虽然倒立摆的形式和结构各异,但所有的倒立摆具有以下的特性:
    (1)非线性
    倒立摆是一个典型的非线性复杂系统。实际中可以在平衡点附近线性化得到系统的空间状态方程。也可以利用非线性控制理论对其进行控制。正是倒立摆的非线性,才能使它成为研究的焦点。
    (2)不确定性
    不确定性主要是来自模型的误差和各种阻力。比如说轴承和摆杆之间的摩擦力,还有直线轨道与小车之间的摩擦阻力。在实际的控制中通过减少各种误差来降低不确定性,如通过施加预紧力减少皮带或齿轮的传动误差,利用滚珠轴承减少摩擦阻力等不确定因素[6];另外,还可以把这些误差当成控制器的干扰进行控制。
    (3)开环不稳定性
    倒立摆的平衡状态有垂直向上的状态和垂直向下的状态。其垂直向上为不稳定的平衡点,垂直向下为稳定的平衡点。控制的目的就是让单级倒立摆稳定在垂直向上的平衡点。
    2.2  倒立摆系统介绍
    GLIP2001型和GLIP2002型倒立摆是固高科技生产的直线一级倒立摆和直线二级倒立摆,实验系统组成如图2.1,它由包含PCI插槽的兼容微机、电控箱、倒立摆本体、运动控制卡及倒立摆系统实验软件所组成的控制实验平台。
  1. 上一篇:matlab多部件空间目标红外光谱特性分析
  2. 下一篇:改性ZSM-5对ABS树脂阻燃性能和力学性能影响研究
  1. 带铰弹簧的物理双摆的振动分析

  2. 转动参照系中耦合摆的运动规律

  3. LPC单级式光伏并网逆变器设计+文献综述

  4. 乳业同业并购式全产业链...

  5. 大众媒体对公共政策制定的影响

  6. 电站锅炉暖风器设计任务书

  7. 当代大学生慈善意识研究+文献综述

  8. 酸性水汽提装置总汽提塔设计+CAD图纸

  9. 河岸冲刷和泥沙淤积的监测国内外研究现状

  10. java+mysql车辆管理系统的设计+源代码

  11. 杂拟谷盗体内共生菌沃尔...

  12. 十二层带中心支撑钢结构...

  13. 中考体育项目与体育教学合理结合的研究

  

About

751论文网手机版...

主页:http://www.751com.cn

关闭返回