学位论文-—倒立摆模糊控制系统设计与实现.doc

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1、编号：　　　本科毕业设计（论文）题目：（中文）倒立摆模糊控制系统设计与实现（英文）designandimplementationoffuzzycontrollerforInvertedpendulum学院信息科学与工程学院专业电气工程与自动化班级学号姓名指导教师职称完成日期I宁波大学信息科学与工程学院毕业设计诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《倒立摆模糊控制系统设计和实现》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。承诺人（签名）：年月日27宁波大学信息科学与工程学院毕业设计摘要【摘要】倒立摆是一个高阶次，不稳定，多变量

2、，非线性，强藕合系统。本文主要研究模糊控制方法，首先通过牛顿力学法建立了倒立摆的数学模型，在此基础上分析倒立摆系统的不稳定性，利用专家经验数据设计了基于T-S模型的模糊控制器，在系统稳定的基础上，用Matlab进行倒立摆的仿真实验。最后，在Matlab/Simulink平台上建立倒立摆模糊实时控制模块，从而验证了本文设计的模糊控制器有很好的稳定性。【关键词】倒立摆系统；模糊控制；仿真。27宁波大学信息科学与工程学院毕业设计DesignandimplementationoffuzzycontrollerforInvertedpendulumAbstract【ABSTRACT】Inv

3、ertedpendulumisahighorder,unstable,multivariable,nonlinear,strongcouplingsystem.Thispapermainlystudiesthefuzzycontrolmethod,firstbyNewtonianmechanicsmethodtoestablishthemathematicalmodeloftheinvertedpendulum,onthebasisofanalysisofinvertedpendulumsysteminstability,utilizingexpertexperiencedata

4、designbasedonT-Smodelfuzzycontroller,inthebasisofsystemstability,usingMatlabforinvertedpendulumsimulationexperiment.Finally,intheMatlab/Simulinkplatformbasedinvertedpendulumfuzzyrealtimecontrolmodule,whichprovesthedesignofthefuzzycontrollerhasgoodstability【KEYWORDS】invertedpendulum；fuzzycontr

5、ol；simulation。27宁波大学信息科学与工程学院毕业设计目录1引言11.1倒立摆研究背景11.2国内外研究情况31.2.1倒立摆稳定控制31.2.2倒立摆自起摆41.3论文的主要内容42数学模型的建立和分析52.1倒立摆的数学模型52.1.1数学建模的方法52.1.2牛顿学方程的建立52.3本章小结123一级倒立摆T—S模糊控制器的设计133.1一级倒立摆模糊控制器的设计133.2T—S模糊控制器的形式133.3输入变量模糊化143.4模糊控制规则的确定154倒立摆实时控制实验174.1倒立摆实时实验系统简介174.2倒立摆模糊控制实验174.2.1仿真实验174.3倒

6、立摆实物模糊控制实验204.4仿真研究与结果分析214.5本章小结225总结22参考文献24致谢2527宁波大学信息科学与工程学院毕业设计1引言简单介绍倒立摆的研究背景及介绍国内外对倒立摆系统的研究情况。最后简要介绍了本论文主要内容。2.1倒立摆研究背景随着科学技术的高速发展，控制工程技术所遇到的的新的问题也越来越多，越来越复杂。许多系统具有非线性、不确定性、多变量等特点。然而倒立摆就是这样的一个基于上述描述特点的一个复杂系统，所以对它的研究具有非常重要的实际意义。倒立摆系统开始于火箭发射器，麻省理工学院的科学家利用火箭发射器的设计原理，从而设计出倒立摆的实验设备。倒立摆广泛应用

7、于控制理论、航空航天、杂技顶杆等科学领域的研究，具有十分重要的理论价值和实践意义，并且对研究控制理具有十分重要的意义。倒立摆与自动控制化研究是紧密相关,随着控制理论的逐步发展，自动控制理论是否具有正确性和在实际应用过程中的是否具有可行性，这不仅需要通过仿真实验来验证，更加需要通过理论设计的控制器去控制对象从而来验证上述结论的正确性。倒立摆就是最典型的的被控制对象。其作为一个典型的实验装置，它的结构简单，成本比较低廉，可以根据需要任意设置不同的参数等优点。当我们通过改变小车的位移、