基于模糊控制的三級倒立擺系統(tǒng)的控制器設計.pdf

1、Classi矗edIndex：TP273UDC：621SecrecyRate：—Publi—cizedUniversityCode：地HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeDesignofcontrollerOnTripleInvertedPendulumSystemBasedOnFuzzyControlCandidate：Superviso

2、r：EnterpriseSupervisor：AcademicDegreeApppliedfor：Speciality：Employer：DateofOralExamination：ZhangBiboProfQiuJiqing、SNENGRShenZhiyongMasterofEngineeringControlEngineeringSchoolofElectriclEngineeringMay2015摘要摘要倒立擺系統(tǒng)是一個典型的多變

3、量、非線性、強耦合和快速運動的自然不穩(wěn)定高階系統(tǒng)。在控制過程中，倒立擺系統(tǒng)能夠有效反映控制中的許多問題，諸如非線性問題、魯棒性問題、隨動問題、鎮(zhèn)定問題以及跟蹤問題等，所以可將倒立擺系統(tǒng)作為一個被控系統(tǒng)用于驗證某一理論的正確性及實際應用中的可行性。本文主要采用模糊控制、自適應神經網絡模糊控制等方法針對倒立擺系統(tǒng)進行控制器的設計。首先，介紹了倒立擺系統(tǒng)的控制規(guī)律和運動模態(tài)，在此基礎上建立了它的數(shù)學模型。對數(shù)學模型在平衡點附近對系統(tǒng)進行了線性

4、化處理，得到了系統(tǒng)的線性化模型，并對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和能控性進行了分析。在利用模糊控制理論對倒立擺系統(tǒng)進行穩(wěn)定控制時，往往會出現(xiàn)規(guī)則爆炸的問題，為此本文提出了融合函數(shù)的概念，利用這個函數(shù)可以大大簡化模糊控制器的復雜程度。設計了一種并聯(lián)的模糊控制器，增強對小車位移的控制。此外，還提出了一種新的智能控制方法，這種控制方法將最優(yōu)控制、模糊控制、神經網絡和自適應方法充分結合在一起。首先利用最優(yōu)控制對倒立擺系統(tǒng)的多個輸入變量進行綜合，減小輸入變量的個