本文關(guān)鍵詞：基于特征模型的倒立擺智能自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】：倒立擺系統(tǒng)是一個(gè)典型的單輸入多輸出非線性高階次的不穩(wěn)定系統(tǒng),是控制理論與控制工程研究中非常復(fù)雜值得深入探究的被控對象。倒立擺系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)可以用來驗(yàn)證控制理論和控制方法的準(zhǔn)確性以及實(shí)用性�；谔卣髂Ｐ偷娜禂�(shù)自適應(yīng)控制方法是由吳宏鑫院士在1992年提出的一種新型的適用高效的自適應(yīng)控制方法,其基本思想是將建模與控制要求結(jié)合在一起,建立完全符合控制要求的系統(tǒng)特征模型,設(shè)計(jì)基于該模型的全系數(shù)自適應(yīng)控制律。本課題就是將特征建模理論應(yīng)用于小車倒立擺系統(tǒng)。首先推導(dǎo)倒立擺系統(tǒng)的理論模型,并用梯度法對特征參數(shù)進(jìn)行有效辨識(shí)。然后設(shè)計(jì)包含黃金分割自適應(yīng)控制律、邏輯積分控制律、邏輯微分控制率、跟蹤控制律在內(nèi)的智能自適應(yīng)控制器。接著與試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法相結(jié)合用二次最優(yōu)的自校正黃金分割自適應(yīng)控制對控制律中的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,用MATLAB軟件建立仿真模型,調(diào)試驗(yàn)證控制效果。最后將所設(shè)計(jì)的控制算法應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：特征建模 倒立擺 智能自適應(yīng)控制 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法
【學(xué)位授予單位】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP273.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.3 本文研究內(nèi)容15-16
• 第二章 特征模型概述16-22
• 2.1 特征建模的基本概念與定義16
• 2.2 基于特征建模的小車倒立擺控制系統(tǒng)研究歷史與現(xiàn)狀16-17
• 2.3 特征建模的特點(diǎn)和分類17
• 2.3.1 特征模型的特點(diǎn)17
• 2.3.2 特征建模的分類17
• 2.4 特征建模的可行性17-18
• 2.5 線性定常系統(tǒng)特征建模方法18-19
• 2.6 參數(shù)辨識(shí)19-20
• 2.7 自適應(yīng)控制器的設(shè)計(jì)20-22
• 2.7.1 黃金分割自適應(yīng)控制律20-21
• 2.7.2 邏輯微分控制律21
• 2.7.3 邏輯積分控制律21
• 2.7.4 維持跟蹤控制律21-22
• 第三章 參數(shù)優(yōu)化22-25
• 3.1 自適應(yīng)控制器的優(yōu)化22-23
• 3.2 參數(shù)自校正自適應(yīng)控制23-25
• 第四章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的應(yīng)用25-32
• 4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法概述25-26
• 4.1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)法25-26
• 4.2 問題描述26
• 4.3 用試驗(yàn)設(shè)計(jì)法選取數(shù)據(jù)26-30
• 4.3.1 均勻設(shè)計(jì)26-29
• 4.3.2 拉丁超立方設(shè)計(jì)29-30
• 4.4 數(shù)據(jù)建模30-31
• 4.4.1 基于均勻設(shè)計(jì)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模30
• 4.4.2 基于拉丁超立方設(shè)計(jì)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模30-31
• 4.5 結(jié)論31-32
• 第五章 倒立擺系統(tǒng)建模32-46
• 5.1 倒立擺系統(tǒng)硬件介紹32-34
• 5.2 倒立擺系統(tǒng)的組成及分類34-35
• 5.2.1 倒立擺系統(tǒng)的組成34
• 5.2.2 倒立擺系統(tǒng)的分類34
• 5.2.3 倒立擺系統(tǒng)特性34-35
• 5.3 一級(jí)倒立擺系統(tǒng)建模過程35-40
• 5.4 二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的建模40-46
• 5.4.1 MATHEMATIC軟件介紹40-41
• 5.4.2 二級(jí)倒立擺建模過程41-46
• 第六章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果46-57
• 6.1 MATLAB軟件的介紹46
• 6.2 一級(jí)倒立擺系統(tǒng)仿真結(jié)果46-51
• 6.2.1 直線單階倒立擺的可控性分析46-47
• 6.2.2 基于特征模型的一階倒立擺仿真實(shí)驗(yàn)47-48
• 6.2.3 特征模型控制與PID控制方法的對比48-51
• 6.3 實(shí)時(shí)控制實(shí)驗(yàn)在一階倒立擺系統(tǒng)中的應(yīng)用51-53
• 6.4 二級(jí)倒立擺系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)53-57
• 第七章 總結(jié)與展望57-58
• 7.1 全文總結(jié)57
• 7.2 未來展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 致謝61-62
• 攻讀學(xué)位期間所開展的科研項(xiàng)目和發(fā)表的學(xué)術(shù)論文62-63
• 附錄63-75

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本文編號(hào)：1055837