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基于遺傳算法優(yōu)化的倒立擺lqr控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

  
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基于遺傳算法優(yōu)化的倒立擺lqr控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),基于遺傳算法優(yōu)化的倒立擺lqr控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.18萬字 36頁 原創(chuàng)作品,已通過查重系統(tǒng)摘要 倒立擺是一個(gè)典型的控制理論研究實(shí)驗(yàn)平臺。由于倒立擺控制系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜、不穩(wěn)定的非線性系統(tǒng),所以許多現(xiàn)代控制理論的研究人員試圖通過倒立擺來檢驗(yàn)新的控制方法是否有效,由此研究產(chǎn)生的方法和技術(shù)在導(dǎo)彈攔截控制系統(tǒng)、人工智能和一般工業(yè)應(yīng)...
編號:99-583341大小:771.50K
分類: 論文>通信/電子論文

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基于遺傳算法優(yōu)化的倒立擺LQR控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.18萬字 36頁 原創(chuàng)作品,已通過查重系統(tǒng)


摘 要

倒立擺是一個(gè)典型的控制理論研究實(shí)驗(yàn)平臺。由于倒立擺控制系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜、不穩(wěn)定的非線性系統(tǒng),所以許多現(xiàn)代控制理論的研究人員試圖通過倒立擺來檢驗(yàn)新的控制方法是否有效,由此研究產(chǎn)生的方法和技術(shù)在導(dǎo)彈攔截控制系統(tǒng)、人工智能和一般工業(yè)應(yīng)用等多個(gè)方面均有著廣泛的應(yīng)用。
本文主要討論了直線一階倒立擺系統(tǒng)的建模、LQR控制器設(shè)計(jì)、基于遺傳算法的LQR控制器優(yōu)化,并進(jìn)行一系列simulink仿真以及固高科技倒立擺裝置的實(shí)時(shí)控制分析。首先,運(yùn)用牛頓-歐拉方法對直線一級倒立擺建立數(shù)學(xué)模型,以小車的位移、速度、擺桿與豎直向上的偏角、擺角變化速度作為四個(gè)狀態(tài)變量,從而得到倒立擺的狀態(tài)空間表達(dá)式。然后,在倒立擺系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,對被控系統(tǒng)運(yùn)用LQR最優(yōu)控制進(jìn)行控制器設(shè)計(jì),通過對系統(tǒng)狀態(tài)向量進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)擺桿豎直向上的垂直穩(wěn)定。最后,由于LQR最優(yōu)控制中Q和R矩陣的選擇很大程度上都依賴于經(jīng)驗(yàn),需要不斷的試湊才能得到滿意的效果,本文嘗試應(yīng)用遺傳算法對Q和R的選取進(jìn)行優(yōu)化,給出了優(yōu)化算法的具體實(shí)現(xiàn)步驟,結(jié)果表明遺傳算法優(yōu)化得到的控制器有著令人滿意的控制效果,并且極大的縮短了尋找合適Q和R矩陣的時(shí)間。


關(guān)鍵詞:倒立擺;LQR;遺傳算法;MATLAB仿真;實(shí)時(shí)控制