| 【中文题名】 | Windows环境下倒立摆控制及实验程序开发 |
| 【英文题名】 | Research on Controlling Methods of Inverted Pendulum and Development of Test Software on Windows |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-3-27 |
| 【中关键词】 | 倒立摆,控制算法,自适应控制,模糊控制,Matlab,仿真 |
| 【英关键词】 | inverted pendulum,MRAC,ANFIS,Matlab,LabVIEW, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化基础理论>自动控制理论>> |
| 【论文摘要】 | 倒立摆系统是非线性、强耦合、多变量、自然不稳定的系统。在控制过程中,它能有效地反映诸如可镇定性、鲁棒性、随动性以及跟踪等许多控制中的关键问题,是检验各种控制理论的理想模型。
本文首先介绍了倒立摆的结构和数学模型,在此基础上研究和分析了倒立摆的控制算法,包括模型参考自适应控制和基于神经网络的模糊控制等,着重介绍了它们的设计方法,并给出了在Matlab软件中相应的仿真程序及仿真结果。
倒立摆是理想的自动控制教学实验设备,但是在武汉大学自动化系PCS(过程控制系统)实验室里现存的倒立摆装置,其控制程序是用C语言编写的运行于DOS平台的实验程序;而在Windows下实现倒立摆的控制对于实现用户远程实验有深远的意义,因此作者在LabVIEW集成开发环境中自行设计编程,进行实验软件的开发,经过在实验室里的多次调试,成功实现了在Windows操作系统下倒立摆的控制。 |
| 【论文题纲】 |
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郑重声明 |
3-4 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-8 |
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1.引言 |
8-11 |
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1.1 研究的背景 |
8 |
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1.2 课题的提出 |
8-9 |
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1.3 当前研究现状 |
9-10 |
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1.4 本文的主要内容 |
10-11 |
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2.倒立摆的数学模型 |
11-22 |
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2.1 一级倒立摆系统数学模型的建立 |
11-16 |
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2.2 二级倒立摆系统数学模型的建立 |
16-22 |
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3.倒立摆的控制算法研究 |
22-42 |
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3.1 基于状态空间的极点配置 |
22-26 |
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3.2 模型参考自适应控制 |
26-32 |
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3.3 基于神经网络的模糊控制 |
32-41 |
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3.4 结论 |
41-42 |
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4.倒立摆实验系统简介 |
42-50 |
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4.1 系统设备简介 |
42-43 |
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4.2 系统工作原理简介 |
43-44 |
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4.3 GM-400四轴运动控制器简介 |
44-49 |
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4.4 倒立摆实验简介 |
49-50 |
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5.WINDOWS下实验程序的开发 |
50-60 |
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5.1 LabVIEW环境 |
50-53 |
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5.2 实验软件的开发 |
53-59 |
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5.3 结论 |
59-60 |
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总结与展望 |
60-61 |
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致谢 |
61-62 |
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参考文献 |
62-65 |
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附录1 (攻读学位期间发表论文目录) |
65 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.387658 |
