基于状态空间法的倒摆系统稳定控制

利用状态空间法实现对2级倒立摆系统的稳定控制．文中从刚体运动学角度分析了2级倒立摆系统的运动，并利用有关动力学基础，运用状态空间法建立2级倒立摆系统的数学模型，并对其进行线性化处理．对线性化后的模型进行极点配置，给出K阵，用软件实现了稳定控制．     

基于线性二次型最优控制器的平行双倒立摆系统稳定控制

倒立摆控制系统是一个典型的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合控制系统。本文在建立平行双倒立摆控制系统数学模型的基础上,设计了线性二次型最优调节器(LQR)以实现对平行双倒立摆系统的最优控制,并通过MATLAB仿真实验验证了该方法的有效性。     

现代控制理论在三级倒立摆系统中的应用

本文提出了一种带有两个控制电机的三级倒立摆的新结构形式。文中采用Lagrange方法导出三级倒立摆的数学模型。控制系统的设计方法采用了基于现代控制理论的状态反馈控制器和状态观测器,并由单板机通过软件的方法实现。实验结果是令人满意的。     

两级倒立摆的鲁棒H∞状态反馈控制

简要地介绍了基于观测器的鲁棒Ｈ∞状态反馈综合方法，并利用这种方法对两级倒立摆平衡控制系统进行了研究，给出了鲁棒控制器并通过仿真的手段对所得的闭环系统进行了分析．结果表明，利用本方法所设计的两级倒立摆平衡控制系统的鲁棒稳定性是令人满意的．     

基于DSP的旋转式倒立摆控制系统

介绍了基于DSP（digital signal processing，数字信号处理）控制器的旋转式倒立摆控制系统的总体结构和工作原理，对系统模型进行动力学分析，建立了一个四阶的状态空间方程，根据状态反馈方法邮倒立控制，在此基础上，设计了基于规则分析的摆起控制方案，最终实现了摆起－倒立控制，实验表明，系统的稳定性好，抗干扰能力强，使用DSP来控制倒立摆，有利于系统的小型化，控制更加快速，控制品质有很大提高。     

倒立摆系统的滑模变结构稳定控制

应用滑模变结构理论对倒立摆系统的稳定控制进行了应用研究,基于滑模变结构理论二次型指标最优化方法设计了状态反馈控制器.作为对理论工作的验证,将设计的控制器应用到固高科技有限公司生产的直线倒立摆实验设备上,实验表明该方法得到的控制器具有较好的控制效果.     

模糊神经网络控制倒立摆系统

对单级倒立摆进行了详细的受力分析。通过建立模糊规则，构造模糊神经网络系统，运用BP算法对系统进行训练，并用这一网络对倒立摆进行控制。仿真结果表明，模糊神经网络有很广阔的适用领域。     

基于二级倒立摆的改进算法的小波神经网络控制

针对小波变换的时频局域化性质,并结合传统神经网络的自学习能力,将小波变换与神经网络融合对二级倒立摆系统进行控制,并在采用共轭梯度算法训练网络时,由于搜索方向和步长计算存在误差,使得产生的各搜索方向不能保证相互共轭,故对该算法进行改进,即在线性搜索时加上区间定位和区间缩小来尽快找到极小点。有效的改善了梯度学习算法收敛速度慢的缺点。仿真结果表明,采用改进的共轭梯度算法的小波神经网络能够很好的实现二级倒立摆的稳定控制,且控制效果好。     

简易旋转倒立摆及控制装置

设计了一种旋转式倒立摆,系统的工作原理是角度、位移信号经过检测电路获取后,由微分电路获取相应的微分信号,并转化为电压信号提供给驱动电路,以驱动直流力矩电机的运动,通过电机带动旋臂的转动来控制摆杆的运动。本设计结构新颖,它省去了现有直线式倒立摆中复杂的传动机构,使得整体结构简洁紧凑、占地面积小,而且使得与控制方法无关的因素（例如传动机构的故障、误差、非线性等）大大减少,从而增加了控制的精确度、控制效果稳定,使可靠性提高。     

基于最优控制LQR的单级倒立摆系统仿真研究

单级倒立摆控制是一个即复杂而又对准确性、快速性要求很高的非线性不稳定系统控制问题.在倒立摆系统数学模型的基础上,对系统进行了性能分析.应用现代控制理论最优控制LQR方法对单级倒立摆系统进行仿真控制研究,仿真结果说明反馈控制理论对倒立摆系统的控制是有效的,无论是系统的输出还是各个状态变量都具有较好稳定性和一定的鲁棒性.     

基于T-S模型的倒立摆LQR模糊控制

对固高倒立摆的控制目标、T-S建模方法、LQR控制器的设计、参数Q与控制性能的关系进行了分析,根据各个T-S模糊子集中倒立摆系统所处的不同状态,权衡2个控制目标的比重,选取合适的Q参数,从而设计出有针对性的控制目标的LQR模糊控制器,拓宽了LQR控制器在非线性领域的应用.实验结果证明了它的有效性.     

倒立摆的移动控制

构造了带自由摆的倒立摆,利用现代控制论的方法,使倒立摆在保持直立的状态下能够向任意位置移动,从而为两足步行机器人的步行研究提供借鉴。     

基于倒立摆的综合性实验设计

倒立摆不仅仅是一种优秀的实验教学设备,也是进行控制理论研究的理想实验平台。其控制策略与杂技顶杆平衡的技巧有异曲同工之处,极富趣味性,可将许多抽象的控制理论概念直观地表现出来,学生可以在轻松、直观的实验中掌握所学的控制理论和算法。针对倒立摆实验系统设计一系列控制理论综合性实验,使学生在实验中不断地完善知识结构,提高实践能力,同时又给学生提供更多的选择空间,使其在专业上得到深度训练。     

基于多指标非线性控制的单级倒立摆控制

针对单级倒立摆的稳定性问题,建立了单级倒立摆系统的四阶非线性数学模型,运用多指标非线性控制方法,设计了一个多指标的非线性控制器,并借助于系统特征根配置的方法,整定了该控制器中的c、k参数,实现了小车的水平位置和摆杆角度的稳定控制．最后,同时对线性最优二次型调节器和多指标非线性控制进行仿真对比,仿真表明：与线性最优二次型调节器相比,多指标非线性控制方法在控制效果上更为令人满意．     

基于多Agent的倒立摆模糊控制系统

在研究Agent技术的基础上,结合模糊控制的特点,提出了一种基于多Agent的模糊控制系统.根据Multi Agent System的设计原则,将系统分解为三个Agent,通过建立三者之间的协商策略,使各Agent间相互作用,相互联系,完成了单个Agent所无法完成的任务.对倒立摆系统的仿真验证了Agent思想与模糊控制理论结合的可行性和有效性.     

基于状态空间的桥梁颤振分析

针对基于Scanlan自激力模型的桥梁颤振分析方法不能直接以风速作为参数对颤振临界风速进行自动无迭代搜索的缺陷,采用现代控制理论中对动态系统的状态空间描述方式,将结构和气流作为一个动态系统,在状态空间内对自激力进行表达,建立桥梁颤振运动方程并实现了桥梁颤振临界风速的直接求解.通过对系统状态空间中的气动状态进行优化处理,减小了系统状态空间的维数,并结合模态跟踪技术解决了基于状态空间颤振分析中关于结构固有模态根识别的问题.以具有理论解的理想平板截面的简支梁为例验证了算法的正确性,并将其应用于润扬长江大桥的颤振分析中,分析结果和风洞试验结果基本一致.     

旋转式倒立摆控制策略

基于旋转倒立摆模型,分别应用状态反馈、状态反馈 PID和状态反馈 Fuzzy等控制策略进行控制,通过仿真研究表明这些算法的可行性及有效性.     

基于模糊控制的旋转型双支点倒立摆系统

对旋转型垂直式倒立摆系统的机械结构及控制系统进行了研究,提出了基于最优控制的T-S模型模糊控制方案,即采用最优控制理论对此模型实现分段控制作为底层控制和基于T-S模型的模糊控制相协调的上层控制,来实现倒立摆系统的稳定控制。采用MATLAB/Simulink对该方法进行仿真,结果验证了基于T-S模型的模糊控制理论对旋转型倒立摆系统控制的有效性。     

以最优控制法实现旋转式倒立摆系统的控制

旋转式倒立摆系统是典型的非线性、不稳定系统。文中介绍了旋转式倒立摆系统的动力学建模过程,研究了倒立摆系统的二次型最优控制器设计,并运用MATLAB程序对最优控制器进行了仿真,通过仿真实验表明这种控制方案是可行的,其效果良好。     

倾斜导轨上二级倒立摆的控制

本文在已有的倾斜导轨上二级倒立摆数学模型的基础上,采用极点配置方法和线性二次型最优控制器对导轨倾斜45o时的二级倒立摆进行了控制,并用MATLAB进行了控制结果仿真,仿真结果表明,控制效果较好。