单级倒立摆的简化模糊控制及仿真研究

单级倒立摆系统是一种广泛应用的物理模型,为了研究其特性,应用拉格朗日方程建立了其精确数学模型,建模中考虑了摩擦力。同时为解决模糊多变量控制中的"维数灾"问题,利用单输入规则动态加权推理模糊控制器(SIRM s)实现了单级倒立摆系统的控制,SIRM s将多维模糊控制问题化简成单维模糊控制问题来解决,大大减少了模糊规则数。利用随机优化搜索法优化了控制参数,其中,所建立的动态参数权重使得摆杆角度控制优先于小车位移控制,故倒立摆不会因为同时控制角度与小车位移而失去稳定性。利用V issim对基于SIRM s模糊控制器的倒立摆系统进行了仿真实验,结果表明该方法能够较好地完成倒立摆的运动控制,系统跟踪速度快,超调量小,具有很强的鲁棒性和更好的动静态特性,验证了模型和控制算法的有效性。