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三级倒立摆系统非线性模型的建立
被引量:
1
1
作者
张葛祥
李众立
毕效辉
《西南工学院学报》
2001年第4期5-11,15,共8页
目前 ,人们对三级倒立摆系统的研究较少 ,其主要原因在于系统结构复杂和其非线性模型难以建立 ,这极大地限制了使用智能控制算法对其进行控制 ,本文在给出了三级倒立摆系统的硬件组成和分析了三级倒立摆的系统结构的基础上 ,用Lagrange...
目前 ,人们对三级倒立摆系统的研究较少 ,其主要原因在于系统结构复杂和其非线性模型难以建立 ,这极大地限制了使用智能控制算法对其进行控制 ,本文在给出了三级倒立摆系统的硬件组成和分析了三级倒立摆的系统结构的基础上 ,用Lagrange方程推导出了其非线性数学模型 ,并对系统进行了线性化和分析了系统的可控性和可观测性 。
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关键词
三级
倒立
摆
可控性
可观测性
非
线性
模型
系统结构
智能控制
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职称材料
基于简化三维线性倒立摆模型的模糊控制射门算法
2
作者
范仝玉
谢志浩
+2 位作者
乔荔
陶重犇
孙云飞
《计算机测量与控制》
2018年第8期74-77,共4页
针对双足机器人传统射门算法存在仅适用于固定射门角度和射门姿态的问题,提出了一种基于简化三维线性倒立摆模型的模糊控制射门算法,用于实现多角度、多姿态的射门;首先利用简化三维线性倒立摆模型规划出零力矩点(ZMP)轨迹和质心轨迹;...
针对双足机器人传统射门算法存在仅适用于固定射门角度和射门姿态的问题,提出了一种基于简化三维线性倒立摆模型的模糊控制射门算法,用于实现多角度、多姿态的射门;首先利用简化三维线性倒立摆模型规划出零力矩点(ZMP)轨迹和质心轨迹;其次在双腿支撑相对双足机器人进行射门角度和姿态的调整,同时利用贝塞尔曲线规划出游动腿的轨迹;最后利用模糊控制算法精确地规划出双足机器人的射门轨迹;实验部分利用NAO机器人仿真平台验证了文章提出射门算法的性能,并与其它射门算法进行了比较;最后将实物NAO机器人用于全过程与多角度的实际射门实验,验证了本文提出射门的算法可行性与准确性。
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关键词
双足机器人射门
简化三维
线性
倒立
摆
模型
贝塞尔曲线
模糊控制
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职称材料
二级倒立摆系统数学模型的建立及意义
被引量:
18
3
作者
史晓霞
张振东
+1 位作者
李俊芳
杨屹
《河北工业大学学报》
CAS
2001年第5期48-51,共4页
从刚体运动学角度分析了二级倒立摆系统的运动,并利用有关动力学基础和拉格朗日方程,运用状态空间法对二级倒立摆系统进行数学模型的建立.二级倒立摆系统数学模型的建立对倒立摆和其它类似非线性系统稳定性的研究具有理论指导作用.
关键词
二级
倒立
摆
建模
刚体运动学
拉格朗日方程
状态空间法
数学
模型
稳定控制
连续非
线性
系统
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职称材料
基于T-S模型的小车倒立摆控制
被引量:
4
4
作者
杜璧秀
张淑梅
+1 位作者
高慧斌
张玉良
《电子测量技术》
2012年第9期56-59,共4页
小车倒立摆系统作为1个典型的不稳定非线性系统,是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台,对小车倒立摆系统的控制分解为2部分:一部分称为"摆杆控制",采用T-S模糊模型来描述,利用系统的不确定性把系统表示成不确...
小车倒立摆系统作为1个典型的不稳定非线性系统,是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台,对小车倒立摆系统的控制分解为2部分:一部分称为"摆杆控制",采用T-S模糊模型来描述,利用系统的不确定性把系统表示成不确定系统的形式,设计出全局渐进稳定的模糊模型;另一部分称为"小车控制",通过对位置误差和小车速度的模糊化计算,得出控制量。最后,通过对小车倒立摆系统外加干扰信号、给定平移指令、参数摄动等实验表明,采用基于T-S模型的模糊控制,该系统可以在0.4s的时间内取得良好的控制效果,并且具有较强的鲁棒稳定性和良好的抗干扰性能。
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关键词
小车
倒立
摆
系统
T-S
模型
参数不稳定性
线性
矩阵不等式
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职称材料
倒立摆线性二次型最优控制方法研究
被引量:
5
5
作者
夏浩军
邱荣华
《机械制造与自动化》
2018年第1期218-221,共4页
为优化倒立摆控制性能,提高系统响应的快速性和稳定性,研究了线性二次型最优控制方法。应用动力学分析方法建立单级倒立摆线性状态空间模型,设计线性二次型控制器(LQR);应用Matlab软件中LQR函数,确定倒立摆闭环控制系统状态反馈向量及...
为优化倒立摆控制性能,提高系统响应的快速性和稳定性,研究了线性二次型最优控制方法。应用动力学分析方法建立单级倒立摆线性状态空间模型,设计线性二次型控制器(LQR);应用Matlab软件中LQR函数,确定倒立摆闭环控制系统状态反馈向量及最优控制目标函数,完成线性二次型状态反馈控制系统设计。时间响应分析及动态仿真结果表明,基于LQR函数设计的线性二次型状态反馈控制系统,阶跃响应上升时间<2 s,调节时间<5 s,实现了单级倒立摆快速、稳定控制。
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关键词
倒立
摆
线性
状态空间
模型
线性
二次型控制器
状态反馈控制
最优控制
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职称材料
基于T-S模糊控制模型的单级倒立摆仿真研究
被引量:
1
6
作者
李国辉
刘阳
姜利祥
《微计算机信息》
北大核心
2008年第10期243-245,共3页
为了实现对单级倒立摆非线性不稳定系统的稳定控制,本文利用模糊控制理论中的T-S模糊模型将其处理成多个局部线性模型的模糊逼近,并进行了模糊控制器的设计。通过Simulink对倒立摆系统进行了建模仿真和对系统控制效果的分析,结果表明:...
为了实现对单级倒立摆非线性不稳定系统的稳定控制,本文利用模糊控制理论中的T-S模糊模型将其处理成多个局部线性模型的模糊逼近,并进行了模糊控制器的设计。通过Simulink对倒立摆系统进行了建模仿真和对系统控制效果的分析,结果表明:此模型实现了对单级倒立摆的稳定控制,并且具有模糊规则少、结构简单、很好的稳定性和快速性等优点,对于其它非线性不稳定系统的控制提出了一种有效的途径。
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关键词
T-S模糊控制
模型
非
线性
系统
单级
倒立
摆
SIMULINK仿真
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职称材料
RBF-ARX模型在倒立摆系统建模中的应用
7
作者
彭辉
廖娟娟
《控制工程》
CSCD
2008年第5期481-484,488,共5页
针对直线一级倒立摆控制系统的非线性特性,采用RBF-ARX模型对倒立摆系统的全局非线性动态特性进行建模。讨论了RBF-ARX模型结构的选取,模型参数辨识,RBF参数优化等问题。并且分别比较了该倒立摆系统的RBF-ARX模型与全局线性ARX模型,以及...
针对直线一级倒立摆控制系统的非线性特性,采用RBF-ARX模型对倒立摆系统的全局非线性动态特性进行建模。讨论了RBF-ARX模型结构的选取,模型参数辨识,RBF参数优化等问题。并且分别比较了该倒立摆系统的RBF-ARX模型与全局线性ARX模型,以及将RBF-ARX在某一工作点局部线性化后的模型与局部线性ARX模型的预测输出和模型误差,验证了RBF-ARX模型在倒立摆系统建模和辨识中的有效性。
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关键词
倒立
摆
非
线性
系统
RBF-ARX
模型
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职称材料
非线性倒立摆系统的神经网络辨识
8
作者
任祖华
王永骥
《计算技术与自动化》
2004年第4期20-22,共3页
基于四种非线性系统模型,对典型的不稳定、非线性、强耦合的倒立摆系统建立了神经网络辨识结构,并对辨识结果进行了简单的比较,讨论了隐含元个数的选择对模型辨识精度的影响。结果表明神经网络对于非线性倒立摆系统的辨识是有效的。
关键词
倒立
摆
系统
神经网络辨识
模型
辨识
非
线性
系统
精度
不稳定
强耦合
个数
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职称材料
多级旋转式倒立摆的建模与分析
被引量:
7
9
作者
王永
孙颖娥
周烽
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2004年第3期258-262,共5页
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...
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。
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关键词
多级旋转式
倒立
摆
建模
非
线性
数学
模型
反馈控制
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职称材料
环型二级倒立摆的控制研究与实现
被引量:
12
10
作者
张冬军
丛爽
+1 位作者
李泽湘
秦志强
《信息与控制》
CSCD
北大核心
2003年第2期123-127,共5页
通过分析环型二级倒立摆系统的动力学特性 ,将系统的状态空间方程在“倒立”的平衡点附近进行线性化处理 ,应用线性二次型最优控制策略 ,对环型二级倒立摆进行控制器的设计与仿真实验 ,并成功地将所设计的控制器应用到实际的环型二级倒...
通过分析环型二级倒立摆系统的动力学特性 ,将系统的状态空间方程在“倒立”的平衡点附近进行线性化处理 ,应用线性二次型最优控制策略 ,对环型二级倒立摆进行控制器的设计与仿真实验 ,并成功地将所设计的控制器应用到实际的环型二级倒立摆系统上 ,使其稳定地平衡在“倒立”状态 .
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关键词
环型二级
倒立
摆
最优控制
非
线性
系统
控制理论
数学
模型
动力学
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职称材料
基于动态设计变量优化算法的非线性模型参数估计
被引量:
4
11
作者
么健石
侯祥林
徐心和
《东北大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2004年第2期106-109,共4页
为消除在传统非线性模型参数估计中由于线性化引起的模型误差,提出了一种基于动态设计变量优化的非线性模型参数估计算法·该算法以每个待估计的参数为设计变量,以与设计变量相关的误差函数为目标函数,并将参数约束条件构造在目标...
为消除在传统非线性模型参数估计中由于线性化引起的模型误差,提出了一种基于动态设计变量优化的非线性模型参数估计算法·该算法以每个待估计的参数为设计变量,以与设计变量相关的误差函数为目标函数,并将参数约束条件构造在目标函数中,建立参数估计的最优化问题·针对圆形轨道倒立摆动力学模型进行参数估计,证明该算法具有很高的计算精度和较快的收敛速度,是解决非线性模型参数估计的有效方法之一·
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关键词
动态设计变量
优化算法
非
线性
模型
参数估计
圆轨
倒立
摆
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职称材料
智能控制理论在倒立摆控制系统中的应用
被引量:
4
12
作者
冯晓君
刘凤然
+2 位作者
郭磊
吴龑
卢灵
《北方工业大学学报》
2003年第3期59-63,共5页
倒立摆系统是一个复杂的非线性系统 .本文建立了倒立摆的一种非线性数学模型 ,在分析的基础上 ,为倒立摆系统设计了一种模糊控制方案 .我们对一级倒立摆系统进行了控制 。
关键词
倒立
摆
控制系统
应用
非
线性
模型
模糊控制
监视界面
零极点配置法
MCGS
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职称材料
基于LQR的二级旋转倒立摆电液控制系统研究
被引量:
2
13
作者
曾绍平
张超
《机床与液压》
北大核心
2015年第19期29-33,39,共6页
针对复杂环境下系统的不稳定、非线性和快速性等要求较高的特性,以及旋转式二级倒立摆相对于一级摆增加一个自由度,非线性、耦合特性和抖振更加严重的问题,通过建立理论模型,并设计了一种LQR控制器,测试确定控制参数,实现对旋转式二级...
针对复杂环境下系统的不稳定、非线性和快速性等要求较高的特性,以及旋转式二级倒立摆相对于一级摆增加一个自由度,非线性、耦合特性和抖振更加严重的问题,通过建立理论模型,并设计了一种LQR控制器,测试确定控制参数,实现对旋转式二级倒立摆系统的稳定控制。仿真结果表明:在受到人工干扰下,各个状态变量的实时变化曲线的跟踪效果较好,控制摆角的精确度达到10-3数量级,表明基于LQR方法对二级倒立摆的控制效果较为优越,为相关领域的控制问题提供了依据。
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关键词
二级
倒立
摆
非
线性
理论
模型
LQR控制器
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职称材料
基于Simulink的单级倒立摆仿真对比
被引量:
2
14
作者
李国辉
《大连交通大学学报》
CAS
2008年第1期68-72,共5页
为了实现对单级倒立摆非线性不稳定系统的稳定控制,采用极点配置和模糊控制理论中的T-S模糊模型两种方法建立倒立摆系统的状态方程模型,并进行了状态反馈控制器和模糊控制器的设计.通过Simulink对倒立摆系统进行了建模仿真和对系统控制...
为了实现对单级倒立摆非线性不稳定系统的稳定控制,采用极点配置和模糊控制理论中的T-S模糊模型两种方法建立倒立摆系统的状态方程模型,并进行了状态反馈控制器和模糊控制器的设计.通过Simulink对倒立摆系统进行了建模仿真和对系统控制效果的分析,结果表明:这两种模型均解决了非线性系统问题,实现了对单级倒立摆的稳定控制,并且结构简单,稳定性和快速性很好,对于其它非线性不稳定系统的控制提供了一种有效的途径.
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关键词
非
线性
系统
单级
倒立
摆
极点配置
T-S模糊控制
模型
SIMULINK仿真
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职称材料
基于智能方法的倒立摆系统研究
15
作者
李俊芳
张振东
史晓霞
《燕山大学学报》
CAS
2001年第z1期56-60,共5页
对利用智能方法来实现对倒立摆系统的研究进行了综述,并详细论述了几种主要的倒立摆系统的控制方法,最后介绍了目前控制倒立摆的最成功的控制方案中云模型的概念,并对未来的研究方向进行了探讨.
关键词
倒立
摆
非
线性
系统
智能控制
神经网络
云
模型
神经逆
模型
.
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职称材料
旋转式倒立摆系统的极点配置及其仿真
16
作者
贺廉云
《自动化仪表》
CAS
2008年第4期18-22,共5页
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...
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。
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关键词
旋转式
倒立
摆
非
线性
系统
数学
模型
极点配置
MATLAB仿真
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职称材料
倾斜导轨上二级倒立摆的控制
17
作者
赵莉
《山东科学》
CAS
2003年第1期30-33,共4页
本文在已有的倾斜导轨上二级倒立摆数学模型的基础上,采用极点配置方法和线性二次型最优控制器对导轨倾斜45o时的二级倒立摆进行了控制,并用MATLAB进行了控制结果仿真,仿真结果表明,控制效果较好。
关键词
二级
倒立
摆
倾斜导轨
数学
模型
极点配置法
线性
二次型最优控制
MATLAB
运动轨道
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职称材料
基于XZ-Ⅱ型旋转式倒立摆故障诊断器设计
被引量:
1
18
作者
黄鹏
陈虹丽
李强
《实验技术与管理》
CAS
北大核心
2018年第2期94-97,102,共5页
研究使用基于模型的方法来发现一个突发故障并估计这个故障的大小。对XZ-II型旋转式倒立摆建立T-S模糊模型以及提出一种T-S模糊模型描述的非线性系统残差生成器的设计方法,以XZ-Ⅱ型旋转式倒立摆的模糊系统为基础,设计故障诊断器。利用M...
研究使用基于模型的方法来发现一个突发故障并估计这个故障的大小。对XZ-II型旋转式倒立摆建立T-S模糊模型以及提出一种T-S模糊模型描述的非线性系统残差生成器的设计方法,以XZ-Ⅱ型旋转式倒立摆的模糊系统为基础,设计故障诊断器。利用Matlab对XZ-Ⅱ型旋转式倒立摆的故障诊断器进行仿真实验,并对实验仿真结果进行分析,验证提出的故障诊断器设计方案的可行性。
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关键词
倒立
摆
系统
故障诊断
T-S模糊
模型
非
线性
系统
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职称材料
基于LMI的CDF方法在倒立摆控制中的应用研究
19
作者
刘瑞丽
代冀阳
邹水木
《南昌航空工业学院学报》
CAS
2007年第1期21-25,共5页
基于单级倒立摆这一非线性系统的T-S模糊模型,提出了一种采用模糊模型相除补偿技术和LMI技术相结合的模糊控制器设计方法,并在MATLAB/Simulink上进行了仿真试验。仿真结果表明,该方法与基于LMI的PDC方法相比,具有调节时间短,保守性更小...
基于单级倒立摆这一非线性系统的T-S模糊模型,提出了一种采用模糊模型相除补偿技术和LMI技术相结合的模糊控制器设计方法,并在MATLAB/Simulink上进行了仿真试验。仿真结果表明,该方法与基于LMI的PDC方法相比,具有调节时间短,保守性更小的特点,规则越多,优势越明显,非常适用于复杂非线性系统的控制。
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关键词
单级
倒立
摆
T-S模糊
模型
模糊
模型
相除补偿法
线性
矩阵不等式
区域极点配置
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职称材料
基于模型预测控制的双足高效行走系统
20
作者
严海鑫
李国承
+1 位作者
上官倩芡
安康
《上海师范大学学报(自然科学版中英文)》
2024年第3期308-314,共7页
提出基于模型预测的双足高效行走系统.首先,利用最优能效算法对双足行进中的最优步态进行分析,包括行进步长和步速,并以此生成参考轨迹;然后,通过模型预测控制的思路对机器人的最优能效步态进行跟踪控制;最后,结合机器人逆运动学构建高...
提出基于模型预测的双足高效行走系统.首先,利用最优能效算法对双足行进中的最优步态进行分析,包括行进步长和步速,并以此生成参考轨迹;然后,通过模型预测控制的思路对机器人的最优能效步态进行跟踪控制;最后,结合机器人逆运动学构建高效稳定的双足行走系统.通过仿真实验验证了该系统可以有效跟踪、生成高效的行走步态,探寻了双足机器人动态行走的新思路.
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关键词
模型
预测控制
线性
倒立
摆
高效行走步态
零力矩点(ZMP)
支撑多边形
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职称材料
题名
三级倒立摆系统非线性模型的建立
被引量:
1
1
作者
张葛祥
李众立
毕效辉
机构
西南科技大学信息与控制工程学院
出处
《西南工学院学报》
2001年第4期5-11,15,共8页
文摘
目前 ,人们对三级倒立摆系统的研究较少 ,其主要原因在于系统结构复杂和其非线性模型难以建立 ,这极大地限制了使用智能控制算法对其进行控制 ,本文在给出了三级倒立摆系统的硬件组成和分析了三级倒立摆的系统结构的基础上 ,用Lagrange方程推导出了其非线性数学模型 ,并对系统进行了线性化和分析了系统的可控性和可观测性 。
关键词
三级
倒立
摆
可控性
可观测性
非
线性
模型
系统结构
智能控制
Keywords
triple inverted pendulum
controllability
observability
分类号
TP273.5 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
O314 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
基于简化三维线性倒立摆模型的模糊控制射门算法
2
作者
范仝玉
谢志浩
乔荔
陶重犇
孙云飞
机构
苏州科技大学天平学院
苏州科技大学江苏省建筑智慧节能重点实验室
出处
《计算机测量与控制》
2018年第8期74-77,共4页
基金
国家自然科学基金项目(61401297)
江苏省高等学校自然科学研究项目(17KJB120011)
+2 种基金
苏州市科技项目(SYG201708)
江苏省建设系统科技项目(2017ZD066)
江苏省物联网移动互联技术工程实验室资助项目(JSWLW-2017-016)
文摘
针对双足机器人传统射门算法存在仅适用于固定射门角度和射门姿态的问题,提出了一种基于简化三维线性倒立摆模型的模糊控制射门算法,用于实现多角度、多姿态的射门;首先利用简化三维线性倒立摆模型规划出零力矩点(ZMP)轨迹和质心轨迹;其次在双腿支撑相对双足机器人进行射门角度和姿态的调整,同时利用贝塞尔曲线规划出游动腿的轨迹;最后利用模糊控制算法精确地规划出双足机器人的射门轨迹;实验部分利用NAO机器人仿真平台验证了文章提出射门算法的性能,并与其它射门算法进行了比较;最后将实物NAO机器人用于全过程与多角度的实际射门实验,验证了本文提出射门的算法可行性与准确性。
关键词
双足机器人射门
简化三维
线性
倒立
摆
模型
贝塞尔曲线
模糊控制
Keywords
biped robot shooting
simple three-dimensional linear inverted pendulum model
Bezier curve
fuzzy control
分类号
TP273.5 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
二级倒立摆系统数学模型的建立及意义
被引量:
18
3
作者
史晓霞
张振东
李俊芳
杨屹
机构
河北工业大学电气信息学院
河北工业大学学报编辑部
出处
《河北工业大学学报》
CAS
2001年第5期48-51,共4页
基金
河北省重点学科基金资助项目
文摘
从刚体运动学角度分析了二级倒立摆系统的运动,并利用有关动力学基础和拉格朗日方程,运用状态空间法对二级倒立摆系统进行数学模型的建立.二级倒立摆系统数学模型的建立对倒立摆和其它类似非线性系统稳定性的研究具有理论指导作用.
关键词
二级
倒立
摆
建模
刚体运动学
拉格朗日方程
状态空间法
数学
模型
稳定控制
连续非
线性
系统
Keywords
a double inverted pendulum
modeling
movement of the rigid body
Lagarange method
state space
分类号
TP271.62 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
O314 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
基于T-S模型的小车倒立摆控制
被引量:
4
4
作者
杜璧秀
张淑梅
高慧斌
张玉良
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
出处
《电子测量技术》
2012年第9期56-59,共4页
文摘
小车倒立摆系统作为1个典型的不稳定非线性系统,是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台,对小车倒立摆系统的控制分解为2部分:一部分称为"摆杆控制",采用T-S模糊模型来描述,利用系统的不确定性把系统表示成不确定系统的形式,设计出全局渐进稳定的模糊模型;另一部分称为"小车控制",通过对位置误差和小车速度的模糊化计算,得出控制量。最后,通过对小车倒立摆系统外加干扰信号、给定平移指令、参数摄动等实验表明,采用基于T-S模型的模糊控制,该系统可以在0.4s的时间内取得良好的控制效果,并且具有较强的鲁棒稳定性和良好的抗干扰性能。
关键词
小车
倒立
摆
系统
T-S
模型
参数不稳定性
线性
矩阵不等式
Keywords
inverted pendulum system
T-S fuzzy control
parametric uncertainties
linear matrix inequality
分类号
TP273.4 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
倒立摆线性二次型最优控制方法研究
被引量:
5
5
作者
夏浩军
邱荣华
机构
杨凌职业技术学院
西安工程大学
出处
《机械制造与自动化》
2018年第1期218-221,共4页
基金
杨凌职业技术学院科学研究基金项目(A2015022)
文摘
为优化倒立摆控制性能,提高系统响应的快速性和稳定性,研究了线性二次型最优控制方法。应用动力学分析方法建立单级倒立摆线性状态空间模型,设计线性二次型控制器(LQR);应用Matlab软件中LQR函数,确定倒立摆闭环控制系统状态反馈向量及最优控制目标函数,完成线性二次型状态反馈控制系统设计。时间响应分析及动态仿真结果表明,基于LQR函数设计的线性二次型状态反馈控制系统,阶跃响应上升时间<2 s,调节时间<5 s,实现了单级倒立摆快速、稳定控制。
关键词
倒立
摆
线性
状态空间
模型
线性
二次型控制器
状态反馈控制
最优控制
Keywords
inverted pendulum
linear state-space model
linear quadratic regulator
state feedback controlling
optimum controlling
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于T-S模糊控制模型的单级倒立摆仿真研究
被引量:
1
6
作者
李国辉
刘阳
姜利祥
机构
大连交通大学
大连海事大学
中国空间技术研究院
出处
《微计算机信息》
北大核心
2008年第10期243-245,共3页
基金
中国航天科技集团(No.9006309)
文摘
为了实现对单级倒立摆非线性不稳定系统的稳定控制,本文利用模糊控制理论中的T-S模糊模型将其处理成多个局部线性模型的模糊逼近,并进行了模糊控制器的设计。通过Simulink对倒立摆系统进行了建模仿真和对系统控制效果的分析,结果表明:此模型实现了对单级倒立摆的稳定控制,并且具有模糊规则少、结构简单、很好的稳定性和快速性等优点,对于其它非线性不稳定系统的控制提出了一种有效的途径。
关键词
T-S模糊控制
模型
非
线性
系统
单级
倒立
摆
SIMULINK仿真
Keywords
T- S fuzzy control model
non- linear system
single inverted pendulum
Simulink emulationa
分类号
TP273.4 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
RBF-ARX模型在倒立摆系统建模中的应用
7
作者
彭辉
廖娟娟
机构
中南大学信息科学与工程学院
出处
《控制工程》
CSCD
2008年第5期481-484,488,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(60443008)
文摘
针对直线一级倒立摆控制系统的非线性特性,采用RBF-ARX模型对倒立摆系统的全局非线性动态特性进行建模。讨论了RBF-ARX模型结构的选取,模型参数辨识,RBF参数优化等问题。并且分别比较了该倒立摆系统的RBF-ARX模型与全局线性ARX模型,以及将RBF-ARX在某一工作点局部线性化后的模型与局部线性ARX模型的预测输出和模型误差,验证了RBF-ARX模型在倒立摆系统建模和辨识中的有效性。
关键词
倒立
摆
非
线性
系统
RBF-ARX
模型
Keywords
inverted pendulum
nonlinear system
RBF-ARX model
分类号
TP271 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
非线性倒立摆系统的神经网络辨识
8
作者
任祖华
王永骥
机构
华中科技大学控制科学与工程系
出处
《计算技术与自动化》
2004年第4期20-22,共3页
文摘
基于四种非线性系统模型,对典型的不稳定、非线性、强耦合的倒立摆系统建立了神经网络辨识结构,并对辨识结果进行了简单的比较,讨论了隐含元个数的选择对模型辨识精度的影响。结果表明神经网络对于非线性倒立摆系统的辨识是有效的。
关键词
倒立
摆
系统
神经网络辨识
模型
辨识
非
线性
系统
精度
不稳定
强耦合
个数
Keywords
inverted pendulum
non-linear system model
neural network identification
分类号
TP273.5 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP183 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
多级旋转式倒立摆的建模与分析
被引量:
7
9
作者
王永
孙颖娥
周烽
机构
中国科学技术大学自动化系
出处
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2004年第3期258-262,共5页
文摘
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。
关键词
多级旋转式
倒立
摆
建模
非
线性
数学
模型
反馈控制
Keywords
rotational inverted pendulum
arbitrary level
dynamics
mathematical model
simulation
relative controllability
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
环型二级倒立摆的控制研究与实现
被引量:
12
10
作者
张冬军
丛爽
李泽湘
秦志强
机构
中国科学技术大学自动化系
香港科学技术大学电机及电子工程系
出处
《信息与控制》
CSCD
北大核心
2003年第2期123-127,共5页
基金
中科院优秀青年学者奖基金资助项目
文摘
通过分析环型二级倒立摆系统的动力学特性 ,将系统的状态空间方程在“倒立”的平衡点附近进行线性化处理 ,应用线性二次型最优控制策略 ,对环型二级倒立摆进行控制器的设计与仿真实验 ,并成功地将所设计的控制器应用到实际的环型二级倒立摆系统上 ,使其稳定地平衡在“倒立”状态 .
关键词
环型二级
倒立
摆
最优控制
非
线性
系统
控制理论
数学
模型
动力学
Keywords
rotary inverted-pendulum, optimal control, nonlinear system, LQY
分类号
TP13 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
O231 [理学—运筹学与控制论]
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职称材料
题名
基于动态设计变量优化算法的非线性模型参数估计
被引量:
4
11
作者
么健石
侯祥林
徐心和
机构
东北大学信息科学与工程学院
出处
《东北大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2004年第2期106-109,共4页
基金
国家高技术研究发展计划资助项目(2001AA422270)
文摘
为消除在传统非线性模型参数估计中由于线性化引起的模型误差,提出了一种基于动态设计变量优化的非线性模型参数估计算法·该算法以每个待估计的参数为设计变量,以与设计变量相关的误差函数为目标函数,并将参数约束条件构造在目标函数中,建立参数估计的最优化问题·针对圆形轨道倒立摆动力学模型进行参数估计,证明该算法具有很高的计算精度和较快的收敛速度,是解决非线性模型参数估计的有效方法之一·
关键词
动态设计变量
优化算法
非
线性
模型
参数估计
圆轨
倒立
摆
Keywords
dynamic design variable
optimization algorithm
non-linear modeling
parameter estimate
rotary inverted pendulum
分类号
TP271.72 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
智能控制理论在倒立摆控制系统中的应用
被引量:
4
12
作者
冯晓君
刘凤然
郭磊
吴龑
卢灵
机构
北方工业大学信息工程学院
出处
《北方工业大学学报》
2003年第3期59-63,共5页
基金
北方工业大学科研资助项目
文摘
倒立摆系统是一个复杂的非线性系统 .本文建立了倒立摆的一种非线性数学模型 ,在分析的基础上 ,为倒立摆系统设计了一种模糊控制方案 .我们对一级倒立摆系统进行了控制 。
关键词
倒立
摆
控制系统
应用
非
线性
模型
模糊控制
监视界面
零极点配置法
MCGS
Keywords
inverted pendulum
fuzzy control
subjection function
分类号
O231 [理学—运筹学与控制论]
TP273.4 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于LQR的二级旋转倒立摆电液控制系统研究
被引量:
2
13
作者
曾绍平
张超
机构
江西工业职业技术学院机械工程分院
江苏城乡建设职业学院公用事业系
出处
《机床与液压》
北大核心
2015年第19期29-33,39,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(60674102)
文摘
针对复杂环境下系统的不稳定、非线性和快速性等要求较高的特性,以及旋转式二级倒立摆相对于一级摆增加一个自由度,非线性、耦合特性和抖振更加严重的问题,通过建立理论模型,并设计了一种LQR控制器,测试确定控制参数,实现对旋转式二级倒立摆系统的稳定控制。仿真结果表明:在受到人工干扰下,各个状态变量的实时变化曲线的跟踪效果较好,控制摆角的精确度达到10-3数量级,表明基于LQR方法对二级倒立摆的控制效果较为优越,为相关领域的控制问题提供了依据。
关键词
二级
倒立
摆
非
线性
理论
模型
LQR控制器
Keywords
Double inverted pendulum
Nonlinear
Theoretical model
LQR controller
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于Simulink的单级倒立摆仿真对比
被引量:
2
14
作者
李国辉
机构
大连交通大学电气信息学院
出处
《大连交通大学学报》
CAS
2008年第1期68-72,共5页
文摘
为了实现对单级倒立摆非线性不稳定系统的稳定控制,采用极点配置和模糊控制理论中的T-S模糊模型两种方法建立倒立摆系统的状态方程模型,并进行了状态反馈控制器和模糊控制器的设计.通过Simulink对倒立摆系统进行了建模仿真和对系统控制效果的分析,结果表明:这两种模型均解决了非线性系统问题,实现了对单级倒立摆的稳定控制,并且结构简单,稳定性和快速性很好,对于其它非线性不稳定系统的控制提供了一种有效的途径.
关键词
非
线性
系统
单级
倒立
摆
极点配置
T-S模糊控制
模型
SIMULINK仿真
Keywords
non-linear system
single inverted pendulum
pole-placement
T-S fuzzy control model
Simulink emulation
分类号
TP13 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
基于智能方法的倒立摆系统研究
15
作者
李俊芳
张振东
史晓霞
机构
河北工业大学自动化系
出处
《燕山大学学报》
CAS
2001年第z1期56-60,共5页
文摘
对利用智能方法来实现对倒立摆系统的研究进行了综述,并详细论述了几种主要的倒立摆系统的控制方法,最后介绍了目前控制倒立摆的最成功的控制方案中云模型的概念,并对未来的研究方向进行了探讨.
关键词
倒立
摆
非
线性
系统
智能控制
神经网络
云
模型
神经逆
模型
.
分类号
TP27 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
旋转式倒立摆系统的极点配置及其仿真
16
作者
贺廉云
机构
德州学院机电工程系
出处
《自动化仪表》
CAS
2008年第4期18-22,共5页
文摘
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。
关键词
旋转式
倒立
摆
非
线性
系统
数学
模型
极点配置
MATLAB仿真
Keywords
Rotational inverted pendulum Nonlinear system Mathematical model Pole configuration MATLAB simulation
分类号
TP13 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
倾斜导轨上二级倒立摆的控制
17
作者
赵莉
机构
山东师范大学化工系
出处
《山东科学》
CAS
2003年第1期30-33,共4页
文摘
本文在已有的倾斜导轨上二级倒立摆数学模型的基础上,采用极点配置方法和线性二次型最优控制器对导轨倾斜45o时的二级倒立摆进行了控制,并用MATLAB进行了控制结果仿真,仿真结果表明,控制效果较好。
关键词
二级
倒立
摆
倾斜导轨
数学
模型
极点配置法
线性
二次型最优控制
MATLAB
运动轨道
Keywords
double inverted pendulum
inclined rail
pole configuration
optimal controls
simulation
MATLAB
分类号
TP13 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
O232 [理学—运筹学与控制论]
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职称材料
题名
基于XZ-Ⅱ型旋转式倒立摆故障诊断器设计
被引量:
1
18
作者
黄鹏
陈虹丽
李强
机构
哈尔滨工程大学自动化学院
出处
《实验技术与管理》
CAS
北大核心
2018年第2期94-97,102,共5页
基金
国家自然科学基金项目(61371172)
黑龙江省科学基金项目(F2017008)
黑龙江省博士后科研启动基金项目(LBHQ10140)
文摘
研究使用基于模型的方法来发现一个突发故障并估计这个故障的大小。对XZ-II型旋转式倒立摆建立T-S模糊模型以及提出一种T-S模糊模型描述的非线性系统残差生成器的设计方法,以XZ-Ⅱ型旋转式倒立摆的模糊系统为基础,设计故障诊断器。利用Matlab对XZ-Ⅱ型旋转式倒立摆的故障诊断器进行仿真实验,并对实验仿真结果进行分析,验证提出的故障诊断器设计方案的可行性。
关键词
倒立
摆
系统
故障诊断
T-S模糊
模型
非
线性
系统
Keywords
inverted pendulum system
fault diagnosis
T-S fuzzy model
nonlinearity
分类号
TP277 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
G482 [文化科学—教育技术学]
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职称材料
题名
基于LMI的CDF方法在倒立摆控制中的应用研究
19
作者
刘瑞丽
代冀阳
邹水木
机构
南昌航空工业学院自动化学院
出处
《南昌航空工业学院学报》
CAS
2007年第1期21-25,共5页
文摘
基于单级倒立摆这一非线性系统的T-S模糊模型,提出了一种采用模糊模型相除补偿技术和LMI技术相结合的模糊控制器设计方法,并在MATLAB/Simulink上进行了仿真试验。仿真结果表明,该方法与基于LMI的PDC方法相比,具有调节时间短,保守性更小的特点,规则越多,优势越明显,非常适用于复杂非线性系统的控制。
关键词
单级
倒立
摆
T-S模糊
模型
模糊
模型
相除补偿法
线性
矩阵不等式
区域极点配置
Keywords
single-inverted pendulum
T-S fuzzy model
compensation and division for fuzzy models
linear matrix inequality
regional pole assignment
分类号
TP13 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
基于模型预测控制的双足高效行走系统
20
作者
严海鑫
李国承
上官倩芡
安康
机构
上海师范大学信息与机电工程学院
出处
《上海师范大学学报(自然科学版中英文)》
2024年第3期308-314,共7页
文摘
提出基于模型预测的双足高效行走系统.首先,利用最优能效算法对双足行进中的最优步态进行分析,包括行进步长和步速,并以此生成参考轨迹;然后,通过模型预测控制的思路对机器人的最优能效步态进行跟踪控制;最后,结合机器人逆运动学构建高效稳定的双足行走系统.通过仿真实验验证了该系统可以有效跟踪、生成高效的行走步态,探寻了双足机器人动态行走的新思路.
关键词
模型
预测控制
线性
倒立
摆
高效行走步态
零力矩点(ZMP)
支撑多边形
Keywords
model predictive control
linear inverted pendulum
efficient walking gait
zero moment point(ZMP)
support polygon
分类号
TP18 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
三级倒立摆系统非线性模型的建立
张葛祥
李众立
毕效辉
《西南工学院学报》
2001
1
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职称材料
2
基于简化三维线性倒立摆模型的模糊控制射门算法
范仝玉
谢志浩
乔荔
陶重犇
孙云飞
《计算机测量与控制》
2018
0
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职称材料
3
二级倒立摆系统数学模型的建立及意义
史晓霞
张振东
李俊芳
杨屹
《河北工业大学学报》
CAS
2001
18
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职称材料
4
基于T-S模型的小车倒立摆控制
杜璧秀
张淑梅
高慧斌
张玉良
《电子测量技术》
2012
4
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职称材料
5
倒立摆线性二次型最优控制方法研究
夏浩军
邱荣华
《机械制造与自动化》
2018
5
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职称材料
6
基于T-S模糊控制模型的单级倒立摆仿真研究
李国辉
刘阳
姜利祥
《微计算机信息》
北大核心
2008
1
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职称材料
7
RBF-ARX模型在倒立摆系统建模中的应用
彭辉
廖娟娟
《控制工程》
CSCD
2008
0
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职称材料
8
非线性倒立摆系统的神经网络辨识
任祖华
王永骥
《计算技术与自动化》
2004
0
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职称材料
9
多级旋转式倒立摆的建模与分析
王永
孙颖娥
周烽
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2004
7
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职称材料
10
环型二级倒立摆的控制研究与实现
张冬军
丛爽
李泽湘
秦志强
《信息与控制》
CSCD
北大核心
2003
12
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职称材料
11
基于动态设计变量优化算法的非线性模型参数估计
么健石
侯祥林
徐心和
《东北大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2004
4
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职称材料
12
智能控制理论在倒立摆控制系统中的应用
冯晓君
刘凤然
郭磊
吴龑
卢灵
《北方工业大学学报》
2003
4
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职称材料
13
基于LQR的二级旋转倒立摆电液控制系统研究
曾绍平
张超
《机床与液压》
北大核心
2015
2
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职称材料
14
基于Simulink的单级倒立摆仿真对比
李国辉
《大连交通大学学报》
CAS
2008
2
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职称材料
15
基于智能方法的倒立摆系统研究
李俊芳
张振东
史晓霞
《燕山大学学报》
CAS
2001
0
下载PDF
职称材料
16
旋转式倒立摆系统的极点配置及其仿真
贺廉云
《自动化仪表》
CAS
2008
0
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职称材料
17
倾斜导轨上二级倒立摆的控制
赵莉
《山东科学》
CAS
2003
0
下载PDF
职称材料
18
基于XZ-Ⅱ型旋转式倒立摆故障诊断器设计
黄鹏
陈虹丽
李强
《实验技术与管理》
CAS
北大核心
2018
1
下载PDF
职称材料
19
基于LMI的CDF方法在倒立摆控制中的应用研究
刘瑞丽
代冀阳
邹水木
《南昌航空工业学院学报》
CAS
2007
0
下载PDF
职称材料
20
基于模型预测控制的双足高效行走系统
严海鑫
李国承
上官倩芡
安康
《上海师范大学学报(自然科学版中英文)》
2024
0
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职称材料
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