倒立擺智能控制的設(shè)計(jì)與仿真設(shè)計(jì)

本文共計(jì)60頁(yè)，27649字；


摘 要
智能控制是自動(dòng)控制領(lǐng)域的前沿學(xué)科之一。智能控制的發(fā)展為解決復(fù)雜的非線性、不確定系統(tǒng)的控制問(wèn)題開(kāi)辟了新的途徑。小車(chē)倒立擺系統(tǒng)是一個(gè)典型的非線性、不穩(wěn)定的控制對(duì)象,因此小車(chē)倒立擺系統(tǒng)的控制問(wèn)題被公認(rèn)為控制理論中的一個(gè)典型問(wèn)題。對(duì)倒立擺系統(tǒng)的研究具有深遠(yuǎn)的意義。本文基于王立新1994年提出的模糊控制方案，將其應(yīng)用于倒立擺的智能控制中，并對(duì)其進(jìn)行了分析與研究。
本文重點(diǎn)研究了模糊控制理論中有關(guān)模糊規(guī)則庫(kù)、乘積推理機(jī)、單值模糊器以及中心平均解模糊器的相關(guān)知識(shí)及基于以上知識(shí)的模糊系統(tǒng)。并分析了非線性系統(tǒng)模糊控制方法中的監(jiān)督控制法以及間接自適應(yīng)模糊控制方法。并基于以上知識(shí)建立了小車(chē)倒立擺的模糊控制系統(tǒng)。利用MATLAB軟件建立小車(chē)倒立擺系統(tǒng)的模型方框圖并仿真，得到不同的曲線，并對(duì)其做分析比較。結(jié)果表明模糊控制方法對(duì)倒立擺這樣的非線性系統(tǒng)是相當(dāng)有效的，且加入監(jiān)督控制器的模糊控制系統(tǒng)比純模糊控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性更強(qiáng)，且具有良好的抗干擾性。而間接自適應(yīng)模糊控制方法可以隨環(huán)境變化進(jìn)行自行調(diào)節(jié)，因此能取得較好的控制性能。

關(guān)鍵詞：倒立擺,智能控制,模糊控制,監(jiān)督控制,自適應(yīng)控制,仿真
ABSTRACT
The intelligence control is one of the former academicses in the field ofautomatic control. Inverted pendulum is a typical model of nonlinear, unsteady system. Its control is known as a typical problem in the field of control. And researching on inverted pendulum system has the profound meaning. The text is based on the fuzzy control project which was given by Lixin Wang in 1994, it was applied at the intelligence control of the inverted pendulum, and we analysised and researde it.
目 錄
摘 要
ABSTRACT
1. 緒論
1.1智能控制的發(fā)展過(guò)程
1.1.1 智能控制的提出
1.1.2 智能控制的概念
1.1.3 智能控制的發(fā)展
1.2 智能控制的幾個(gè)重要分支
1.2.1 模糊控制
1.2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
1.2.3 遺傳算法
2. 模糊控制理論及倒立擺系統(tǒng)概述
2.1 模糊控制概述
2.2 模糊集合
2.2.1 模糊集合的概念
2.2.2 特征函數(shù)和隸屬度函數(shù)
2.2.3 模糊集合的表示
2.3 隸屬度函數(shù)
2.3.1 隸屬度函數(shù)的特點(diǎn)
2.3.2 幾種典型的隸屬度函數(shù)
2.4 倒立擺系統(tǒng)模型
2.4.1 倒立擺系統(tǒng)介紹
2.4.2 倒立擺系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
3. 模糊控制原理
3.1 模糊規(guī)則庫(kù)
3.1.1 模糊規(guī)則庫(kù)結(jié)構(gòu)
3.1.2 規(guī)則集合的特性
3.2 乘積推理機(jī)
3.2.1 基本概念
3.2.2 組合推理
3.2.3 獨(dú)立推理
3.2.4 乘積推理機(jī)
3.3 模糊器
3.4 解模糊器
3.4.1 重心解模糊器
3.4.2 中心平均解模糊器
3.4.3 最大值解模糊器
4. 模糊控制在倒立擺系統(tǒng)中的應(yīng)用
4.1 監(jiān)督控制在倒立擺中的應(yīng)用
4.1.1 模糊系統(tǒng)的多層控制
4.1.2 監(jiān)督控制器的設(shè)計(jì)
4.1.3 監(jiān)督控制器在倒立擺平衡中的應(yīng)用
4.1.4 MATLAB仿真結(jié)果及分析
4.2 間接自適應(yīng)控制在倒立擺系統(tǒng)中的應(yīng)用
4.2.1 自適應(yīng)模糊控制器的分類(lèi)
4.2.2 間接型自適應(yīng)模糊控制器的設(shè)計(jì)
4.2.3 自適應(yīng)律的設(shè)計(jì)
4.2.4 間接型自適應(yīng)模糊控制器在倒立擺控制中的應(yīng)用
4.2.5 MATLAB仿真結(jié)果及分析
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A
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