模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在平面二級(jí)倒立擺中的應(yīng)用.pdf

1、隨著控制技術(shù)的研究與發(fā)展，倒立擺的精確控制策略在工業(yè)生產(chǎn)的復(fù)雜對(duì)象的控制中發(fā)揮著越來(lái)越重要作用。倒立擺具有多變量、高階次、強(qiáng)耦合等特性，被廣泛地應(yīng)用于算法驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。倒立擺主要有直線型、環(huán)形、平面型三類，其中，平面二級(jí)倒立擺是一種相對(duì)新型的倒立擺，其基座可以在二維平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，與基座只有一個(gè)自由度的直線型和環(huán)形倒立擺相比，其控制更具有挑戰(zhàn)性。由于平面二級(jí)倒立擺結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，因此在該領(lǐng)域的研究成果相對(duì)較少。本文對(duì)兩種應(yīng)用比較廣泛的智能控

2、制方法—模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，在平面二級(jí)倒立擺實(shí)物系統(tǒng)中的應(yīng)用分別進(jìn)行了研究。
　　本文以固高GPIP2002型平面二級(jí)倒立擺為研究對(duì)象，論文的主要工作如下：
　　首先，簡(jiǎn)要介紹固高GPIP2002型平面二級(jí)倒立擺，并采用動(dòng)力學(xué)方法建立了系統(tǒng)的非線性模型，同時(shí)通過(guò)在平衡點(diǎn)附近線性化，得到了系統(tǒng)在兩個(gè)正交方向上的解耦線性化模型。
　　其次，設(shè)計(jì)了模糊滑?？刂破骱蜕窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考控制器。由于平面二級(jí)倒立擺模型復(fù)雜，再加上

3、摩擦、量測(cè)誤差的影響使得解耦而得的線性化模型偏差較大，因此基于線性模型設(shè)計(jì)的常規(guī)控制器很難達(dá)到十分理想的效果，而模糊滑模控制器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考控制器可以很好地彌補(bǔ)模型的不確定部分的影響。
　　最后，開發(fā)了一種針對(duì)固高GPIP2002型平面二級(jí)倒立擺的控制軟件。此軟件極大地方便了算法的分析比較和控制算法在實(shí)物系統(tǒng)中的應(yīng)用。軟件不但實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)控制，而且實(shí)現(xiàn)了上述兩種控制器的控制算法。通過(guò)軟件的數(shù)據(jù)采集、對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)：上述兩種控制器控