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1、SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ毕业设计说明书基于模糊控制的一级倒立摆控制系统设计学院：电子与电气工程学院专业：自动化学生姓名：吕富龙学号：0812107078指导教师：姜世金2012年6月摘要摘要倒立摆系统是研究控制理论的典型实验装置，具有价格低廉，结构简单，参数易于调整等优点。但是倒立摆同时也是一个典型的快速，非线性，多变量，本质不稳定系统，对于其稳定性的控制绝非易事。也正因为如此，对于倒立摆系统控制方法的研究和开发才具有重要和深远的意义。目前适用此系统的控制理论包括变结构控制，非线性控
2、制，目标定位控制，智能控制等。本文根据一级直线倒立摆系统，建立了数学模型，依据模糊控制的相关规则设计了模糊控制规则，并从位移和角度观点出发设计了双模糊控制器，经过仿真调试对重要参数进行不断的调试和优化，最终实现了“摆杆不倒，小车稳住”的总体目标。对于实物实验系统，本文对构成倒立摆运动控制系统的电机，编码器和运动控制模块进行了比较选择，选择了交流伺服电机，增量式光电编码器和基于DSP技术的运动控制器作为主要的硬件组合，该运动控制器具有良好的性能，可以保证控制的精度。关键词：倒立摆，模糊控制，系统设计，仿真，稳定IIAbstr
3、actAbstractInvertedpendulumsystemisthestudyofthetypicalexperimentdevicecontroltheory,whichisinexpensive,simplestructureandeasytoadjusttheparameters.Butitisalsoasystemthattypicalrapid,nonlinear,manyvariables,anditsessenceisnotstable,foritsstabilitycontrolisnotgoing
4、tobeeasy.Alsobecauseofthisinvertedpendulumsystemcontrolmethodoftheresearchanddevelopmentareimportantandprofoundsignificance.Atpresentthesystemforthecontroltheoryincludingvariablestructurecontrol,nonlinearcontrol,thegoalpositioningcontrol,intelligentcontrol,etc.Acc
5、ordingtotheleveloflinearinvertedpendulumsystem,thispaperestablishedthemathematicalmodel,basedonthefuzzycontrolruleswedesigneditsfuzzycontrolrules,andfromtheviewpointofviewdesigndisplacementandthedualfuzzycontroller,throughthesimulationtestofcontinuingtheimportantp
6、arametersofdebuggingandoptimization,andfinallyachieved"swingingrod,thecarisnotsteadyoverallgoal.Forphysicalexperimentsystem,thispaperconstitutesinvertedpendulummotioncontrolsystemofmotor,encoderandmotioncontrolmodulearecomparedchoice.Choosetheacservomotor,thesolid
7、-axesphotoelectricencoderandthemotioncontrollerbasedonDSPtechnologyasthemaincombinationofhardware,thiscontrollerhasgoodperformance,andcanensuretheprecisionofthecontrol.Keywords:invertedpendulum，Fuzzycontrol，Systemdesign，Thesimulation，stabilityII目录目录摘要IAbstractII目录
8、III第一章引言11.1课题研究目的及意义11.3倒立摆系统介绍3第二章倒立摆系统建模6第三章模糊控制113.1概念11第四章基于模糊控制的一级倒立摆系统设计154.1控制系统部件选择154.1.1位置传感器选择154.1.3运动控制模块174.2模糊控制器设计184.2.1确定模糊控制器的结构194.
