| 【中文题名】 | 倒立摆系统的可拓控制策略及实验研究 |
| 【英文题名】 | Extension Control Strategy and Experiment Study on Pendulum System |
| 【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】 | 2006-10-13 |
| 【中关键词】 | 倒立摆系统,可拓控制,可拓控制器,仿真,, |
| 【英关键词】 | inverted pendulum system,extension control,extension controller,simulation, |
| 【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】 | 倒立摆系统是一个典型的多变量、非线性、绝对不稳定系统，对倒置系统的研究在理论上和方法论上具有重要意义，许多控制理论的研究人员都乐于使用它们来验证新的控制思想。因此，倒立摆就成了控制实验室的经典受控对象。基于物元分析和可拓学的可拓控制是智能控制的一个新分支。可拓学提出了矛盾可以化为相容的基本思想。本研究就是以此思想为基础，并参考了相关资料，提出了应用于倒立摆系统的可拓控制算法，对倒立摆系统的可拓控制问题进行了深入的研究。
在论文中，在简要介绍了倒立摆系统和可拓控制理论的历史的基础上，详细地论述了可拓控制理论(可拓控制的基本概念、可拓控制器的结构和原理以及可拓控制器的设计方法)，阐明了一、二级倒立摆的系统组成及其工作原理，并建立了一、二级倒立摆系统的状态空间方程。利用息现代控制理论，针对倒立摆系统研究了极点配置方法和线性二次型最优控制方法，并利用MATLAB进行了仿真研究。在可拓控制范围下，设计出可拓控制器，并进行了仿真。此外还基于矛盾转化的思想，针对倒立摆系统提出一种新型可拓控制算法，同时也进行了仿真研究。把仿真做过的部分控制算法用于实际倒立摆系统的控制，并给出了部分控制程序。最后，总结了本文的... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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ABSTRACT |
5-8 |
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第1章 绪论 |
8-15 |
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1.1 课题的研究背景及研究意义 |
8-9 |
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1.2 可拓控制研究的发展状况 |
9-11 |
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1.2.1 可拓控制的提出 |
9-10 |
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1.2.2 可拓控制的研究概况 |
10-11 |
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1.3 倒立摆研究的发展状况 |
11-14 |
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1.3.1 倒立摆的发展状况 |
11-13 |
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1.3.2 倒立摆起摆研究状况 |
13-14 |
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1.4 本文主要研究的内容 |
14-15 |
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第2章 可拓控制理论 |
15-25 |
|
2.1 可拓控制的基本概念 |
16-17 |
|
2.2 可拓控制器的结构和原理 |
17-19 |
|
2.3 可拓控制器的设计 |
19-24 |
|
2.3.1 基本可拓控制器 |
19-23 |
|
2.3.2 上层可拓控制器 |
23-24 |
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2.4 本章小节 |
24-25 |
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第3章 倒立摆系统建模与分析 |
25-35 |
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3.1 一级旋转式倒立摆结构 |
25-26 |
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3.2 一级旋转式倒立摆数学建模 |
26-29 |
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3.3 二级小车式倒立摆结构 |
29-30 |
|
3.4 二级小车式倒立摆数学建模 |
30-34 |
|
3.4 本章小结 |
34-35 |
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第4章 倒立摆系统的现代控制理论研究 |
35-48 |
|
4.1 可控性分析 |
35-37 |
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4.2 极点配置法控制仿真 |
37-43 |
|
4.2.1 极点配置算法 |
37-39 |
|
4.2.2 一级倒立摆系统控制仿真 |
39-42 |
|
4.2.3 二级倒立摆系统控制仿真 |
42-43 |
|
4.3 线性二次型最优控制法仿真 |
43-47 |
|
4.3.1 线性二次型最优控制算法 |
43-44 |
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4.3.2 一级倒立摆系统控制仿真 |
44-46 |
|
4.3.3 二级倒立摆系统控制仿真 |
46-47 |
|
4.4 本章小结 |
47-48 |
|
第5章 基于可拓控制的倒立摆仿真 |
48-59 |
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5.1 一级倒立摆仿真 |
48-56 |
|
5.1.1 可拓控制算法 |
48-49 |
|
5.1.2 可拓控制仿真研究 |
49-52 |
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5.1.3 双极点配置可拓算法及仿真 |
52-56 |
|
5.2 二级倒立摆仿真 |
56-57 |
|
5.3 本章小结 |
57-59 |
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第6章 倒立摆系统的实物控制 |
59-68 |
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6.1 实际倒立摆系统简介 |
59-61 |
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6.2 基于反馈增益矩阵的镇定控制 |
61-62 |
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6.3 基于规则的起摆控制 |
62-67 |
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6.4 本章小结 |
67-68 |
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结论 |
68-70 |
|
参考文献 |
70-74 |
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攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
74-75 |
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致谢 |
75-76 |
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个人简历 |
76 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.388072 |
