并行双倒立摆系统的鲁棒同步控制

基于非线性系统反馈线性化方法,得到了倒立摆系统的局部反馈线性化模型,并构造非奇异坐标变换使系统满足特定的形式,采用Backstepping方法设计了倒立摆系统的鲁棒稳定控制器。进而根据所定义的系统同步误差设计了并行双倒立摆系统的鲁棒同步控制器。采用该同步控制器,在实际的实验装置上进行了实时控制实验。实验结果表明,所设计的同步控制器实现了倒立摆装置的稳定平衡以及小车的定点控制和正弦指令信号的精确跟踪,并且令两个装置间达到了同步运动。     

基于变增益LQR控制方法的二级倒立摆自动摆起

为了实现导轨受限情况下二级倒立摆非线性系统的自动摆起控制,提出了基于变增益LQR控制方法的自动摆起控制方案. 首先,基于Lyapunov函数, 设计了变参数切换控制器, 通过限制小车运动的最大速度,将小车位移控制在一定的范围内,并将第一级摆杆从下垂位置摆起到倒立位置; 其次,采用变增益LQR控制方法将第一级摆杆稳定在倒立位置, 同时,采用等效小车法将第二级摆杆摆起到倒立位置;最后,采用变增益LQR控制方法将两摆杆同时稳定在倒立平衡点.变增益LQR控制器的鲁棒性较强,避免了由于摆杆状态变化而引起小车位移的冲击.仿真和实物实验均验证了该控制方案的有效性.     

单级倒立摆系统角运动控制方案建模及仿真

单级倒立摆系统是一种广泛应用的物理模型。控制单级倒立摆裁体的运动是保证倒立摆稳定性的关键因素。为了避免常用的物理反馈分析方法和运动轨迹摄像制导控制方法的某些缺点，本文从力学的角度提出对倒立摆的运动进行纯角度制导分析，完成了对倒立摆裁体的角度制导运动微分方程的数学建模，根据应用背景，设计了该模型的模糊控制系统，并利用Matlab软件的Simulink工具对倒立摆的运动进行了计算机仿真。实验表明，这种模糊控制配合代数解析方法的运算速度和计算机仿真的效果均较物理反馈和运动轨迹摄像制导控制方法有了一定的提高，仿真结果与其相当。该方法容易向二级甚至三级倒立摆控制系统推广。该方法可以有效地改善单级倒立摆控制系统的性能。     

倒立摆一级控制算法设计和半实物仿真验证

在倒立摆的控制研究试验过程中,在MATLAB环境下,以状态空间表达式形式建立倒立摆数学模型,采用MATLAB控制工具箱直接对倒立摆进行控制设计和仿真,之后在Simulink环境下建立倒立摆的控制仿真模型,将通过MATLAB控制工具箱设计的控制参数直接运用到Simulink仿真模型中,并通过代码生成工具RTW将模型下载到控制卡中进行倒立摆的实时控制试验.试验结果表明通过MATLAB设计平台,大大加快了倒立摆系统的建模、控制仿真设计和实现过程.     

四级倒位摆系统的模糊控制方法研究

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。     

三级倒立摆系统模糊控制器设计及仿真

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。     

基于强化学习的倒立摆起摆与平衡全过程控制

倒立摆的控制是一种典型的非线性控制问题。本文的目标是在假设不知道任何倒立摆模型的前提下,采用强化学习控制器实现倒立摆的起摆和平衡的全过程控制。为提高学习效率,采用了任务分解的方法,将整个控制任务分解为起摆和平衡两个子任务,对于不同的子任务根据其特点采用不同的强化学习算法。在Matlab/Simulink上进行仿真实验,结果证明,该方法在合理的时间内可以学习到成功的控制方法。     

基于T-S模型的倒立摆双闭环串级模糊控制设计与仿真

针对具有多变量、非线性特性的倒立摆系统,提出了一种基于T-S模型的双闭环串级模糊控制方法。在该方法中,内环控制倒立摆的角度,外环控制倒立摆小车的位移,并对双闭环参数耦合实现了解耦,降低了系统设计的难度和复杂度。数字仿真结果表明了该方法的可行性。     

基于LMI的模糊控制器设计

对于许多实际的非线性系统,状态变量往往不能获取或难于测量。因此设计模糊状态观测器来估计状态变量是非常必要的。针对T-S模糊模型近似描述的非线性系统,提出了一种基于线性矩阵不等式(LMI)的具有区域极点配置功能的模糊控制器和模糊状态观测器的设计方法。首先利用并行分布补偿(PDC)设计思想和基于线性矩阵不等式(LMI)的极点配置理论,将闭环系统的全局渐进稳定性要求,性能指标及控制量约束条件统一到线性矩阵不等式框架内。然后求解线性矩阵不等式族获得控制器和观测器参数。最后将该设计方法应用于倒立摆的平衡控制中,通过仿真曲线可以看出该方法设计的控制器可使倒立摆稳定并满足指定的性能指标,因此该设计方法是有效的。     

基于LQG的弹性倒立摆动态稳定性控制

机械系统的轻量化,将使其材料弹性刚度减弱,从而导致系统振动加剧。为了实现对具有弹性的不稳定机械系统的控制,对弹性倒立摆的动态稳定性控制进行了研究。通过动力学分析,建立了车型弹性倒立摆系统的动力学控制模型,并对系统进行了线性化和可控、可观性分析。利用线性二次高斯(linear quadratic Gaussian,LQG)控制方法对其进行动态稳定性控制。相应的仿真研究和实时控制结果证明,该系统具有良好的控制效果和鲁棒稳定性。     

多点同步并激振动试验控制系统的设计与实现

针对类似导弹的细长条试件进行振动试验,难以实现振动与应力分布的均匀性,需采用多点同步并激振动试验才能达到试验要求,研制了多点同步并激振动试验控制系统。对多点同步并激随机振动试验控制提出系统均衡综合方法,以弥补不同均衡方法的不足。使用多处理器结合扩展总线通讯模式的硬件结构和多层次模块化的软件结构,对系统进行了实现。实验结果表明,该控制系统对多振动台同步振动试验控制效果良好,满足试验要求,具有一定的实用价值。     

空间环境仿真试验测量与控制系统可靠性分析

本文从工程实际的角度对空间环境仿真试验测量与控制系统的可靠性进行了分析并结合实例对保证可靠性所采取的措施进行了讨论。     

磁轴承柔性转子系统动力特性建模与优化仿真

建立了电磁轴承柔性有质转子系统计入陀螺、阻尼、轴－径向动力耦合及机械－电磁－控制系统耦合等影响的动力特性分析计算数学模型，导出了多变量控制系统的标准化系统矩阵向量方程。以系统仿真响应为目标，通过复合寻优方法实现了系统最佳工作区（点）的求解。对优化仿真结果与试验现场调试结果进行了对比分析。     

正反馈系统理论

负反馈是控制系统中基本而又重要的一环。负反馈可以使控制系统的过程按一定的轨迹运动，有着广泛的应用。至于正反馈，人们常常联系到不稳定。其实正反馈系统有着非常丰富的内容和应用范围。本文将通过一些例子。论述正反馈系统理论.     

双目标自动狩猎决策系统

研究建立一套快速可靠的双目标自动狩猎决策系统，并从可靠性和实用性角度讨论此系统的实际运行方法.     

离心机控制系统设计

研究的目的是针对离心机系统中存在的延迟滞后、惯性、非线性和时变性 ,设计离心机控制系统。研究方法是先给出控制系统的结构 ,提出可调节PID控制算法 ,利用传感器获取离心机当前的工作状态信息 ,通过软件方法进行查表得到PID参数。最后实验结果证明该控制系统是有效的。该控制器能较好地实现对指令信号的跟踪 ,具有广泛的实际应用价值。     

组合评价收敛性验证的计算机模拟实验

通过计算机模拟实验对组合评价结论的收敛性进行研究,以便解决多方法评价结论非一致性问题.本实验分别运用大量的随机模拟数据和实例数据对不同类型评价方法的组合和再组合进行计算机模拟,实验结果表明组合评价具有很好的收敛性,经过若干次组合后,几种组合评价结论能迅速趋于一致,从而得到一致性的评价结果.     

集成智能城市交通控制系统体系结构的提出

从城市交通的特点和传统控制方法的不足出发 ,简要论述了城市交通控制系统集成智能化发展的必然趋势 ;进而运用智能工程的理论和方法 ,通过系统分析城市交通控制 ,提出集成智能城市交通控制系统的体系结构 .     

体系作战效能评估与优化方法综述

分析了体系作战效能评估与优化的特点,基于“整体论”提出了将体系作战效能评估与优化划分为综合评估、分析、优化3个阶段的思路,针对3个阶段需要解决的实际问题,归纳总结了适用于解决各阶段问题的典型方法,并对比分析了不同方法的优缺点。针对“整体论”思想指导下体系作战效能评估与优化在实施中面临的实际困难,从综合应用框架设计、评估指标体系构建、试验推演模式创新等方面提出了下一步的研究方向,为体系作战效能评估与优化方法的有效落地提供了支撑。     

模糊辨识理论与应用研究发展

从模糊系统处理不确定、非线性、复杂系统出发,分析国内外模糊辨识理论与应用情况,介绍目前常用的几种方法以及它们的优缺点。在此基础上,系统地综述模糊辨识领域存在的理论与实际问题,并探讨了今后的研究方向。