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基于MATLAB的单级倒立摆系统仿真研究被引量：1: 2024年; 为了对单级倒立摆系统的非线性等问题进行研究,基于Matlab对单级倒立摆系统进行了仿真研究。首先对单级倒立摆系统进行了建模和动力学分析,然后通过最优控制的方法进行了系统仿真。通过仿真实验,验证了最优控制方法的有效性和单级倒立摆系统的非线性,为单级倒立摆系统的线性控制提供了参考。; 薛军伟; 关键词：MATLAB 单级倒立摆系统仿真

基于线性单级倒立摆的LQR和NMPC控制方法对比研究: 2024年; 针对目前欠驱动系统较成熟的控制方法对比缺乏的问题,研究线性单级倒立摆系统在全状态反馈控制下,采用线性二次型调节器(LQR)与非线性模型预测控制(NMPC)两种控制策略的效果。通过对比这两种控制方法的动态性能,评估它们在线性单级倒立摆系统中的适用性。首先,通过拉格朗日方程推导出系统的非线性数学模型,并进一步通过线性化理论假设得到系统的线性化数学模型。随后对其进行了稳定性、可控性和可观性分析。基于这些分析,设计了LQR和NMPC控制器。最后,在Matlab/Simulink中进行联合仿真实验。通过设置相同的初始条件和加权矩阵Q与R,对仿真结果的小车位移、摆动角度、小车速度、摆动角速度四个指标进行了对比分析。结果表明,LQR控制使小车在2.5s内回到初始位置,比NMPC控制快37.5%,并且位移最大超调量减少了38.7%,从-0.3522m降至-0.2160m。同时,LQR控制还缩短了摆杆达到竖直状态的时间至2.5s,比NMPC快28.6%,且摆杆角度的最大超调量从NMPC的-0.2381rad减少至-0.1050rad,降低了56%。结论指出,对于线性化后的单级倒立摆系统,LQR比NMPC更具优势,提供了更高效的控制效果,对以后欠驱动系统的控制具有一定的参考价值。; 邵红福杨坤; 关键词：LQR 拉格朗日方程

单级倒立摆的模糊分数阶PID控制器设计被引量：3: 2022年; 单级倒立摆是一种极其简单但却非常有实践意义的模型。基于模糊控制方法,结合分数阶PID控制技术,在Simulink环境下对单级倒立摆控制系统展开控制仿真研究,通过构造S-函数实现参数自动调节,使小车的位移和摆杆的摆角在跟踪单位阶跃信号时响应速度快,跟踪控制效果好。; 陈方杰郭玉祥; 关键词：单级倒立摆 S-函数 SIMULINK

基于单级倒立摆的遗传神经网络控制研究被引量：2: 2022年; 由于倒立摆是一个高阶次、非线性和自然不稳定系统,为了改善单级倒立摆的稳定性问题,提出一种改进遗传算法的RBF(径向基函数)神经网络控制方法。该方法以传统遗传算法为基础,通过对适应度值的自适应缩放、交叉率和变异率自适应调整等策略实现对RBF神经网络基函数参数和权值的优化。通过单级倒立摆仿真实验分析表明,虽然改进遗传算法的RBF神经网络控制比LQR控制的摆杆稳定时间只减少了0.2 s,但具有更小的超调和稳态误差,证明了该方法的可行性和有效性,较好地改善了单级倒立摆的稳定性能。; 周勇; 关键词：单级倒立摆改进遗传算法 RBF神经网络稳定性

单级倒立摆系统的仿真分析被引量：3: 2021年; 建立了单级倒立摆系统的非线性数学模型,经线性化处理得到其状态空间表达式。然后应用Matlab/Simscape软件建立了单级倒立摆系统的半实物仿真模型,在Simulink环境中进行仿真分析,对比双比例积分微分控制算法、极点配置控制算法、线性二次型调节器控制算法对系统性能的影响。仿真分析结果表明,对于单级倒立摆系统,三种控制算法都具有较好的控制性能。; 李艳杰佟福奇; 关键词：倒立摆仿真

基于Quanser平台的旋转单级倒立摆控制系统的研究与实现: 2021年; 倒立摆系统的稳定控制是控制理论中的典型问题,在倒立摆的控制过程中能够有效反映控制理论中的许多关键问题,如非线性、鲁棒性、跟踪问题等。文章基于Quanser平台,在Matlab/Simulink中搭建了旋转单级倒立摆实时控制系统,对其进行了建模分析,并设计了PID控制器。从仿真结果可以看出,PID控制器实时控制效果较好,倒立摆摆杆角度响应平滑,抖动小。; 戴彦吕宏丽; 关键词：PID控制器

T-S模糊模型在单级倒立摆中的控制研究被引量：1: 2020年; 文中主要研究单级倒立摆的模糊控制,首先根据单级倒立摆数学模型和T-S模糊规则,采用三角隶属函数实现对倒立摆摆角的模糊化,接着对T-S模糊控制器的方法作了具体介绍,并给出T-S模糊系统稳定的判定依据,即线性矩阵不等式,然后运用YAPLMI工具箱对线性矩阵不等式求解出控制器的增益,最后采用并行分布式补偿的方法设计出单级倒立摆的T-S模糊控制器,并对两种模糊规则的控制器进行了深入对比研究。实际测试结果表明,8条模糊规则的控制器在角速度最大值和盲区控制上的表现都优于4条模糊规则的控制器,且能在不超过2.3 s时间内实现对倒立摆角度和角速度的有效控制,因此在相应的控制领域应优先采用8条模糊规则的控制器。; 朱嵘涛陈希湘; 关键词：模糊控制 T-S模糊模型单级倒立摆系统设计仿真测试

一种多小车单级倒立摆系统的一致性控制方法及装置: 本发明公开了一种多小车单级倒立摆系统的一致性控制方法及装置，该方法包括S1、设置第l个小车单级倒立摆为领航者，设置N个小车单级倒立摆为所述领航者的跟随者；S2、根据以下算法确定N个跟随者中的第i个跟随者的反馈控制力u<S...; 成慧黄永成刘中常; 文献传递

串级模糊控制在多变量单级倒立摆中的应用被引量：2: 2019年; 针对单级倒立摆非线性、多变量等问题,该文研究了串级T-S模糊控制系统控制单级倒立摆的控制策略。建立了单级倒立摆的数学模型,对其进行位移和角度的解耦,建立双闭环串级模糊控制模型,其中内环控制单级倒立摆角度,外环控制单级倒立摆的位移。运用并行分配补偿法和极点配置相结合的方法设计串级模糊控制器,并运用自适应遗传算法鲁棒优化串级模糊控制器,实现串级模糊控制器的自动设计。最后,运用Matlab对拟建模型进行了仿真,实验结果证明了该文设计的遗传算法优化串模糊控制模型在多变量控制系统中的有效性。; 王斌赵庆李巾锭; 关键词：T-S模糊控制器模糊控制遗传算法

环形单级倒立摆系统的控制研究: 环形倒立摆系统是一个多变量、非线性、强耦合、不稳定的单输入多输出系统,其稳定性控制是控制理论的具体运用, 为验证和评估控制理论与方法提供了良好的实验平台. 过去, 研究者主要以直线轨道型的小车倒立摆系统为被控对象来展开研...; 赵文才; 关键词：拉格朗日方程粒子群算法变速积分积分饱和

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