毕业设计（论文）-基于模糊控制的倒立摆系统及MATLAB仿真.doc

摘要
倒立摆系统是研究控制理论的一种典型的实验装置,广泛应用于控制理论研究,航空航天控制等领域,其控制研究对于自动化控制领域具有重要的价值。然而,倒立摆装置是一个绝对不稳定系统,具有高阶次、非线性、强耦合等特性,本文应用模糊控制策略对其进行控制研究。
本文应用牛顿力学定律建立了直线一级倒立摆的状态方程数学模型并推导了简化的传递函数数学模型,分析了其稳定性,可控性和可观测性。研究了控制系统整体结构,建立了模糊控制器,在MATLAB平台上对模糊控制系统进行了仿真研究,并对获得的控制系统输出图进行了性能分析。
关键词:一阶倒立摆,数学模型,模糊控制, MATLAB仿真
Abstract
Inverted pendulum control system is to study the theory of a typical experimental device, widely used in control theory, the field of aerospace control, its control is important for the automation and control value. However, the inverted pendulum device is an absolute unstable system, with high time, nonlinear, strong coupling and other features, this fuzzy control strategy to control research.
In this paper, Newton's laws of mechanics to establish a line-level inverted pendulum equation of state mathematical model to derive the simplified transfer function model to analyze its stability, controllability and observability. Of the control system as a whole structure of a fuzzy controller, in the MATLAB platform for fuzzy control system was simulated, and access control system output graph of the performance analysis.
Keywords: inverted pendulum, mathematical model, fuzzy control, MATLAB simulation
目录
摘要 i
Abstract ii
第一章倒立摆系统简介 1
1
1
2
4
第二章模糊控制概述 6
6
6
6
8
9
9
11
12
第三章控制系统分析与模糊控制方法研究 15
15
15
17
17
17
17
18
18
19
20
20
21
22
第四章倒立摆系统建模 22
22
24
27
第五章倒立摆模糊控制器的设计及仿真 29
30
30
5 . 34
35
5. 2一级倒立摆系统仿真 35
Simulink简介 36
37
第六章总结 44
致谢 45
参考文献 46
第一章倒立摆系统简介

在控制理论发展的过程