基于DSP的旋转式倒立摆控制系统

介绍了基于DSP(digitalsignalprocessing ,数字信号处理 )控制器的旋转式倒立摆控制系统的总体结构和工作原理 ,对系统模型进行动力学分析 ,建立了一个四阶的状态空间方程 .根据状态反馈方法实现了倒立控制 ,在此基础上 ,设计了基于规则分析的摆起控制方案 ,最终实现了摆起 倒立控制 .实验表明 ,系统的稳定性好 ,抗干扰能力强 .使用DSP来控制倒立摆 ,有利于系统的小型化 ,控制更加快速 ,控制品质有很大提高 .

旋转式倒立摆计算机控制系统

研究了一种新型的倒立摆系统，该装置是由连在直流力矩电机转轴上的驱动臂和能自由旋转的摆杆构成，驱动臂在电机的作用下能在垂直平面内旋转，通过驱动臂的转动来保持摆杆稳定在平衡位置。运用动力学原理建立了该系统的数学模型，在此基础上借助于计算机辅助设计软件，进行了仿真研究，设计出控制律，最后实现旋转式倒立摆计算机控制。

多级旋转式倒立摆的建模与分析

运用刚体的动力学知识对多级旋转式倒立摆系统进行了动力学分析,归纳其规律性,并推导出旋臂及各级摆杆的运动微分方程,从而获得任意级旋转式倒立摆的非线性数学模型。文中还对旋转式倒立摆系统进行了能控性分析。最后利用MATLAB对一级、二级旋转式倒立摆的控制进行了仿真,并得到较好的仿真结果。

旋转式倒立摆系统控制策略研究

介绍了一种新型的旋转式倒立摆实验装置,对其系统模型进行动力学分析,建立了一个四阶状态空间方程。分别采用状态反馈和最优控制方法对其进行仿真研究,在此基础上实现倒立摆实时稳定控制。

旋转式倒立摆的状态变量合成模糊控制

旋转式倒立摆结构简单而模型复杂,采用信息融合的状态变量合成方法,将多变量输入合成为二个输入变量,设计了一种结构简单的模糊控制器。仿真实验结果表明了该方法的有效性,并用于旋转式倒立摆实现了有效的实时控制。

旋转式倒立摆系统的算法研究及仿真

倒立摆主要有直线式倒立摆、旋转式倒立摆、平面倒立摆等。选取旋转式倒立摆作为研究对象,介绍了系统的机械结构部分,通过分析力学中的拉格朗日法建立了系统的数学模型,研究了两种现代控制算法在旋转式倒立摆系统中的应用:极点配置法及LQR法,并运用MATLAB和SIMULINk工具在两种方法下进行了仿真实验,仿真结果表明:这两种算法在旋转式倒立摆系统的控制中都是可行的,而且效果令人满意。

旋转式倒立摆系统的极点配置及其仿真

旋转式倒立摆系统作为典型的快速、多变量、非线性、绝对不稳定系统,一直是控制理论与应用的热点问题,不但是验证现代控制理论的典型实验装置,而且其控制方法和思路对处理一般工业过程亦有广泛的用途。通过对旋转式倒立摆系统的研究建立了其动力学数学模型,研究了倒立摆系统的极点配置控制策略并运用MATLAB程序对极点配置控制器进行了仿真,通过仿真实验分析表明这种控制方案可行,且效果良好。

基于遗传算法PID的旋转式倒立摆控制

旋转式倒立摆系统是一个多变量、强非线性、强耦合的不稳定系统,是人们检验、比较各种控制理论和方法的理想试验平台,国内外许多机构对它进行了广泛的研究,如何对其进行有效控制一直是控制界的一大热点。分析了旋转式倒立摆的数学模型,然后用Matlab建立了它的仿真模型,利用PID控制器对其进行控制。为了避免手工整定PID参数的繁琐过程,用遗传算法对旋转式倒立摆PID控制器的控制参数进行寻优,并以此来控制旋转式倒立摆。仿真结果表明利用遗传算法寻优设计的PID控制器来控制旋转式倒立摆可以获得很好的动态品质和稳定性。

旋转式倒立摆的镇定和摆起控制的研究

通过对旋转式倒立摆系统的数学模型分析,采用极点配置法对倒立摆系统的镇定控制进行仿真研究,针对摆起控制提出基于经验与能量分析方法.针对旋转式倒立摆实物系统进行实际控制,实验结果表明:提出的控制方法对倒立摆的稳定控制和摆起控制具有很好的效果.

旋转式倒立摆的控制研究

本文研究旋转式倒立摆的状态反馈控制,介绍了基于数字信号处理器(digital signal processor)的旋转式倒立摆系统的总体结构和工作原理。研究结果表明,使用DSP来控制倒立摆,有利于系统的小型化,控制更加快速,控制品质有很大提高。

简易旋转式倒立摆实验装置的控制研究

对倒立摆系统研究具有重要的应用价值,但其严重不稳定,受到了很多变量的影响。在对倒立摆系统进行研究后,提出一种简易典型的旋转式倒立摆实验装置。该装置使用角位移传感器采集摆杆角度,经过STM32处理后,通过运用PID算法来实现对旋转倒立摆的闭环控制,最后结合硬件调节反馈参数。结果表明这种控制方法可以良好的控制旋转式倒立摆。

旋转倒立摆的数学建模与计算机控制

运用动力学原理建立了单级旋转倒立摆系统的数学模型。在此基础上基于计算机辅助设计,进行了仿真研究,设计出控制规律,最后实现了旋转式倒立摆的计算机控制。

简易旋转倒立摆及控制装置

设计了一种旋转式倒立摆,系统的工作原理是角度、位移信号经过检测电路获取后,由微分电路获取相应的微分信号,并转化为电压信号提供给驱动电路,以驱动直流力矩电机的运动,通过电机带动旋臂的转动来控制摆杆的运动。本设计结构新颖,它省去了现有直线式倒立摆中复杂的传动机构,使得整体结构简洁紧凑、占地面积小,而且使得与控制方法无关的因素(例如传动机构的故障、误差、非线性等)大大减少,从而增加了控制的精确度、控制效果稳定,使可靠性提高。

基于粒子群算法倒立摆分数阶PID参数优化

来旋转式倒立摆是一种单输入双输出、强耦合、非线性不稳定系统。为实现对该系统在稳定阶段进行有效控制,采用分数阶PID(PI~γD~μ,FOPID)分别对倒立摆摆角、转角的位置和速度进行闭环控制。因为FOPID控制器数目和参数较多,手动调节各控制器参数极为繁琐且不易实现,故采用改进多目标粒子群(IMOPSO)算法整定各个FOPID控制器参数。通过QUBE-Servo旋转式倒立摆上验证了IMOPSO-FOPID算法的有效性,并使倒立摆获得优于PID控制系统的良好的动态品质,同时具备良好的稳定性和鲁棒性。

二级倒立摆最优控制器设计方法

本文阐述了二级倒立摆最优控制器设设计方法。倒立摆的控制目标是使倒立在不稳定平衡点附近的运动成为一个稳定的运动,因此最优控制器设计就是要找到最优控制增益K使倒立摆的动态平衡运动保持在最佳的稳定状态。本文运用现代控制理论在计算机上进行旋转式倒立摆的最优控制器分析与设计,并成功将所设计的控制器应用到实际的旋转式倒立摆系统上,使其稳定平衡在"倒立"状态。

一类欠驱动系统的分层FTSMC控制

研究了一类具有扰动的欠驱动非线性系统的控制问题及其渐近稳定的判定。提出一种基于快速终端滑模(FTSMC)的分层控制方法:分层快速终端滑模控制(HFTSMC)。方法将系统按状态变量的耦合关系分成多个子系统,应用快速终端滑模控制分别构造滑动面。在此基础上采用Lyapunov方法设计控制量,给出了一种新的滑模面渐近稳定性判据,并提出了两种构造第二层滑模面的方法。对旋转式倒立摆的稳定控制进行的MATLAB仿真与实物实验,均得到较好的控制效果。实验结果证明了控制方法及判据的有效性。