由仿真结果可见,用现代控制算法实现倒立摆控制,稳定效果明显,并可以通过摆动角度和稳定时间来直接度量,控制效果一目了然。
第五节 总结与展望
5.1 本论文主要的研究成果:
1.基于欧拉一拉格朗日方程,构建并推导了一级旋转式倒立摆系统的数学模型,最终得到了近似线性的状态空间模型。.
2.运用MATLAB软件下的Simulink工具对一级旋转式倒立摆系统进行了多种算法下的仿真实验,构建并改进了仿真模型,并研究了改变仿真参数时对系统的稳定性、准确性及快速性的影响。
3.基于一级旋转式倒立摆,设计了整个控制系统,进行了实验研究。本论文
在算法仿真方面做了大量的工作,主要采用了现代控制理论中的极点配置算法和LQR算法, 倒立摆问题的研究虽然已经取得了很多的研究成果,国内外仍然有很多学者继续进一步挑战这个难关,主要有两种形式:一种是增加摆杆级数以增加控制难度;另一种是改进现有的控制方法或是采用新的控制算法。由于时间和条件所限,未能做充分的实验研究,还有待进一步深入,主要包括:对几种算法的控制效果进行分析比较,采用几种控制算法相结合的控制方式,选择较佳的控制方法进行实验研究;增加摆杆级数。
5.2 参考文献
[1] 张学进,曹柳林. 模糊自适应PID控制的仿真研究[J]. 仪器仪表用户,2007, 184(6):8-9
[2] 钱祥,徐红兵,张健. 基于模糊自整定PID的汽轮机数字电液控制系统[J].数控技术,2007,21:120-126
[3] 杨竞.模糊控制和参数自整定PID设计[J].科技信息,2007,33:354-470 [4] 李少远,王景成.智能控制[M]. 北京:机械工业出版社,2005
[5] 刘叔军,盖晓华,樊京.MATLAB 7.0控制系统应用与实例[M].北京:机械工业出版社,2005
[6] 易继铠,侯媛彬. 智能控制技术[M]. 北京:北京工业大学出版社,1999 [7] 程武山.智能控制理论与应用[M]. 上海:上海交通大学出版社,2006 [8] 闻新,周露,李东江.MATLAB模糊逻辑工具箱的分析与应用[M].北京:科学出版社,2001
[9] 刘金琨.先进PID控制MATALB仿真(第二版)[M].北京:电子工业出版社,2004
[10] 李国勇.智能控制及其MATLAB实现[M]. 北京:电子工业出版社,2005 [11] 鲁建梁,张广福.PID 智能模糊自整定控制器在SG水位控制中的应用[J]. 船海工程,2007,36(4):131-133
[12] Zhijun Sun, Rentao Xing, Chunsheng Zhao and Weiqing Huang. Fuzzy auto-tuning PID control of multiple joint robot driven by ultrasonic motors[J].
Ultrasonics, 2007,46(4):
303-312
[13]路桂明.基于模糊PID控制的电锅炉温度控制系统的研究[D].哈尔滨理工大学硕士学位论文,2007
[14] Yau-Tarng Juang, Yun-Tien Chang and Chih-Peng Huang. Design of fuzzy PID controllers using modified triangular membership functions[J]. Information Sciences, 2008,178(5): 1325-1333
[15] 阮勇.一类模糊PID 控制器的设计与分析[J].信息与电子工程,2007,5(3):216-219
[16]彭良智,戴金海,桂先!等4小车一倒摆控制系统的Takagi-Sugeno模糊模型研究[J]. 计算机 仿真,2000,(4):43-46.
[17]刘海龙,梁德延,倒立摆实验系统的设计与研究.大连理工大学,硕士学位论文.2008
5.3 致谢