环形单级倒立摆起摆控制研究

针对倒立摆的起摆控制，建立了环形单级倒立摆基于拉格朗日方程的运动方程，在此基础上提出了能量控制的概念，并将能量补偿控制应用在环形单级倒立摆系统上．仿真和实际控制结果表明了所提出方法的有效性和可行性．     

基于虚拟支点倒立摆模型的双足机器人质心轨迹规划

针对传统的双足机器人在摆动相机械能起伏较大,其能耗远高于人类的步行模式的问题,提出了一种基于虚拟支点倒立摆被动特性的双足机器人步态规划方法,在保证摆动阶段机械能近似守恒的前提下,同时保证压力中心点能够从脚跟移动到前脚掌,与人类步行的地面反力特性接近;为解决倒立摆微分方程没有初等解的问题,提出用线性倒立摆方程估算摆动角度.数值仿真结果表明,该方法在与人接近的步行参数下获得的运动模式其效率远高于传统方法.     

柔性倒立摆远程控制实验系统

通过对柔性连接倒立摆系统的一级摆实物远程控制研究,采用拉格朗日方程法进行系统建模,建立了一级柔性连接倒立摆系统的数学模型并进行了定性分析. 探讨了利用Matlab与Simulink实现系统的实物控制及加权矩阵 Q和R 的选取方法. 结合Matlab和C语言,实现了柔性倒立摆系统以互联网为介质的远程控制实验系统.     

倒立摆与自动控制技术研究

本文详细地阐述了倒立摆系统及其在自动控制领域中的应用,并提出了四种典型倒立摆系统的控制模型,在此基础上,详细地分析了倒立摆的控制规律,并对其主要发展方向、研究方法和所能涉及的前沿问题进行了阐述.     

旋转式倒立摆的镇定和摆起控制的研究

通过对旋转式倒立摆系统的数学模型分析,采用极点配置法对倒立摆系统的镇定控制进行仿真研究,针对摆起控制提出基于经验与能量分析方法.针对旋转式倒立摆实物系统进行实际控制,实验结果表明:提出的控制方法对倒立摆的稳定控制和摆起控制具有很好的效果.     

应用神经元控制器的实时控制装置和实验

针对平衡倒立摆这一非线性控制问题,设计了神经元控制器和控制装置,编制了实时控制程序.控制装置运行良好,成功地平衡了倒立摆.实时控制实验显示,当倒立摆的参数变化时,神经元控制器比一般的控制器具有强得多的自适应能力.     

基于xPC网络控制的倒立摆伺服系统

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.     

一级倒立摆的双回路PID控制

利用牛顿-欧拉方法方法建立了一阶倒立摆的数学模型,参照固高科技的倒立摆系统参数,得到了倒立摆系统的状态空间方程及其传递函数,设计了双回路PID控制器,实现了摆杆角度和小车位移的同时稳定。最后,通过Matlab仿真验证了所提算法的有效性。     

倒立摆的Reinforcement Learning模糊自适应控制

根据Lagrange方程建立了单级倒立摆系统的数学模型，利用模糊自适应控制算法设计了倒立摆系统的控制器，并在Matlab的仿真模块中将倒立摆系统的数学模型和控制器结合起来．对倒立摆控制系统进行了仿真研究。结果表明，对于要求实时性较高的非线性不稳定系统。用模糊自适应控制算法可以按照控制要求在线调节控制参数，在最短的调整时间内取得良好的控制效果。     

基于LQR的环形单级倒立摆稳定控制及实现

为了研究环形单级倒立摆的稳定控制,采用拉格朗日方法推导出环形单级倒立摆系统的数学模型,并设计1个线性二次型最优控制算法控制器(LQR)。在保持权重矩阵R=1的条件下,通过实验不断调整权重矩阵Q中的参数Q11和Q33,得到Q和R最优取值。然后,对环形单级倒立摆的稳定控制进行仿真和实物控制。研究结果表明:倒立摆起摆迅速,稳定控制性能优良。     

单摆问题的一种数学处理

在工程计算中，单摆的周期通常都是由近似公式Ｔ＝２πｌｇ计算而得。但此公式只能在精度要求不是很高，并且摆角很小（通常小于５°）的情况下能够得出较满意的结果。当精确度要求较高时，以及摆角较大时就会产生很大的误差。运用数学手段讨论此问题，以期大大提高其精确度，并给出相应的计算公式。     

单摆摆锤偏心引起的测量误差分析

给出了偏心存在的情况下单摆的运动方程及其线性近似解，以及对测量精度和测量方法的影响．通过计算机数值计算，给出了典型参数下的单摆运动．结果表明，只要偏心量被控制在某一区域以外，单摆仍然以某一单一频率为主作振动，这时，偏心量导致的系统误差仍可控制在一定范围以内．     

摆运动微分方程的分析

本文给出了在复杂运动条件下,单摆的运动微分方程。对文献[1]、[2]、[3]所给的问题的解答进行了分析,指出了这些解的局限性和不足之处。     

重力加速度的测量

本文结合本地实际,理论分析和实际测量相结合,阐述了如何精确测定当地的重力加速度。并分析了单摆法、落球法和复摆法测量重力加速度中主要误差原因,供大家测量时减小和修正误差作参考.     

复摆设计的实验探讨

对复摆设计中的有关问题进行了理论分析和实验研究，建立了直摆设计中的一个普遍公式，并对理论分析的内容进行了实验验证．     

对单摆问题的一些讨论

此文讨论了通常所不注意的单摆的合力问题，并利用单摆的不同解法求解了一个较难确定的两个关联的摆的周期     

一个复摆模型合理性的证明

证明了当单摆中小球的半径远小于单摆悬线长度时 ,用复摆模型代替单摆模型以提高单摆频率精确度的做法是合理的     

基于LQR最优调节器的二级倒立摆控制系统

倒立摆是一个典型的快速、多变量、非线性、绝对不稳定系统,对倒立摆系统的稳定性研究在理论上和方法上具有深远的意义。本文建立了二级倒立摆的数学模型,并推导出模型的状态空间表达式,分析了系统的稳定性,能控性和能观性,利用了线性二次型最优调节器(LQR)方法实现对二级倒立摆的最优控制,MATLAB仿真结果表明了该方法的有效性。     

单摆周期几种近似公式比较

导出了单摆运动周期的三种近似公式,并与椭圆积分得到的周期严格解进行比较,根据实际问题的不同精度要求,选择恰当的近似公式.     

关于单摆实验最大摆角的讨论

在利用单摆测重力加速度实验中,有复摆、空气浮力、空气阻力、摆角等多种误差因素。最大摆角的选择应将这些因素综合起来分析,否则将有失偏颇。在一种普通的实验方案下,本文针对两种情况,借助Mathematica软件,计算出了最大摆角的值。