論文開題報告：一介直線倒立擺先進控制算法設計

大學本科畢業(yè)論文(設計)開題報告
學院：信息科學與工程學院　　　　　　　　　專業(yè)班級：電氣工程及其自動化(泉州班)

課題名稱 一介直線倒立擺先進控制算法設計

1、本課題的的研究目的和意義：
倒立擺是一個復雜的快速，非線性，多變量，強耦合的不穩(wěn)定系統(tǒng)，本身處于倒置不穩(wěn)定狀態(tài)，并通過人為控制使其處于動態(tài)平衡。其重心在上，支點在下控制問題很是抽象。其控制算法是機器人技術，控制理論，計算機理論等領域有機結合的結果。如今倒立擺系統(tǒng)作為一種比較理想的實驗手段為自動控制教學，實驗，科研構建一個較為良好的平臺。此實驗研究產(chǎn)生的方法和技術能
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設計出單級倒立擺系統(tǒng)這個實驗設備。后來在此基礎上，人們又進行拓展，產(chǎn)生了各式各樣的倒立擺:有懸掛式倒立擺、平行倒立擺、環(huán)形倒立擺、平面倒立擺;倒立擺的級數(shù)有一級、二級、三級、四級乃至多級;倒立擺的運動軌道可以是水平的，也可以是傾斜的[2]。倒立擺系統(tǒng)已成為控制領域中不可或缺的研究設備和驗證各種控制策略有效性的實驗平臺，本設計主要針對直線倒立擺進行研究。
目前。國內外專家學者主要研究一下兩個方向：1一介倒立擺系統(tǒng)的穩(wěn)定控制研究；2 一介倒立擺的自起擺控制研究。就目前的結果來看大部分有集中在第一個方面，即倒立擺控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究。目前大致方法分為：線性控制，預測控制，智能控制三大類�，F(xiàn)階段幾種較為廣泛的控制方法為：PID控制，狀態(tài)反饋控制，線性二次型（LQR）,模糊控制等


3、 本課題的主要研究內容（提綱）和成果形式：
本論文的主要工作是一介直線倒立擺的模糊控制問題，用matlab對倒立擺進行仿真驗證設計的可行性。主要內容是一介倒立擺建模，模糊控制參數(shù)選擇，matlab仿真。成果形式為編寫程序成功出模糊控制程序并在matlab中仿真實現(xiàn)，之后能在學校實驗室使一介倒立擺系統(tǒng)成功實現(xiàn)動態(tài)平衡。

4、擬解決的關鍵問題：
一介倒立擺數(shù)學模型的建立；
如何利用模糊控制算法實現(xiàn)其穩(wěn)擺控制
模糊控制程序的編寫和matlab仿真







5、研究思路、方法和步驟：
1：對一介直線倒立擺進行數(shù)學建模，推到器微分方程及線性化后的狀態(tài)方程；
2：熟悉PID控制的基本概念；
3:討論一介倒立擺系統(tǒng)模糊控制方法及操作步驟；模糊控制器一般靠軟件編程來實現(xiàn)步驟大體如下：
（1）確定模糊控制器的輸入輸出量；（2）設計模糊控制器的控制規(guī)則；（3）：進行模糊化和去模糊化（4）：確定模糊控制器的參數(shù)；（5）編制模糊控制算法的應用程序；（6）：合理選擇模糊控制算法的采樣時間
4：用matlab和simulink仿真實現(xiàn)一介倒立擺模糊控制仿真系統(tǒng)



6、本課題的進度安排：
2013年3月10日-2013年3月31日：查閱文獻，matlab程序設計技術；
2013年4月1日-2013年4月30日：完成倒立擺模型分析和設計；
2013年 ……（未完，全文共1963字，當前僅顯示1248字，請閱讀下面提示信息。收藏《論文開題報告：一介直線倒立擺先進控制算法設計》）