导读:本文包含了倾摆控制系统论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:算法,电机,改进型,风力,控制系统,观测器,简谐运动。
倾摆控制系统论文文献综述
李晓豪,李鑫[1]（2019）在《基于单片机的旋转倒立摆控制系统研发》一文中研究指出介绍了一阶旋转倒立摆系统的硬件架构、驱动电路、主控制芯片、算法等组成元素.针对倒立摆系统的起摆与稳摆问题,利用Lagrange方程建立了单摆与倒立摆的完整数学模型.采用正反馈控制算法对单摆起摆进行控制,以及双PD算法对倒立摆进行稳摆控制.同时下位机可以调节PD参数,通过OLED显示屏实时显示变量信息,具有较好的人机界面.(本文来源于《常熟理工学院学报》期刊2019年05期）
洪金文[2]（2019）在《基于改进型自抗扰控制的一级直线倒立摆控制系统研究》一文中研究指出一级直线倒立摆作为倒立摆家族中最为经典的系统,是一个多变量、强耦合、单入多出的系统,因此对倒立摆控制系统的控制具备一定的复杂性。倒立摆系统对控制的实时性要求很高,传统的倒立摆控制理论的控制精度已经很难达到目前人们的需求,其控制的精度有待提升。为了改善对倒立摆控制系统的品质,提高倒立摆控制的控制精度,本文展开了基于改进型自抗扰控制的一级直线倒立摆控制系统研究。首先建立了系统的模型,包括:一级直线倒立摆的数学模型和驱动电机的位置角数学模型。其次研究了改进型自抗扰控制策略:从系统内部非线性函数研究出发,设计了零点平滑性和连续性更好的非线性函数,为改进型扩张状态观测器和改进型非线性误差控制率的设计奠定基础;基于该非线性函数设计了观测性能更优的改进型扩张状态观测器,将小车位置和摆杆角度分别扩张成两个状态并对扰动进行实时估计;基于该非线性函数设计了改进型非线性状态误差反馈率,将跟踪微分器的跟踪信号和扩张状态观测器的状态进行非线性整合,为系统提供优质输出量;将设计的改进型自抗扰控制策略的跟踪微分器、改进型扩张状态观测器和改进型非线性状态误差反馈率分别进行了仿真分析,证明了其良好的控制性能。然后结合一级直线倒立摆的单入双出强耦合的特点设计出适合一级直线倒立摆的改进型自抗扰控制策略,为了验证改进型自抗扰控制策略的控制精度,以一级直线倒立摆的驱动机构(交流伺服电机)为控制对象设计了改进型自抗扰控制策略。最后对所设计的控制策略进行了仿真和实验验证,结果表明改进型自抗扰控制策具备较好的跟踪性能,更少的超调量,更快的跟踪速度和控制精度。一级倒立摆作为经典的非线性控制对象,对于它的控制是一个复杂的非线性问题,在控制过程中不仅要控制好摆杆角度同时还要兼顾小车位置,对控制品质的要求较高。本文设计的一级直线倒立摆控制系统在兼顾两个输出变量的同时较好的提高了控制系统的性能,在实验和仿真中取得了良好的效果,对更高阶倒立摆和更复杂的倒立摆系统的研究来说具有一定的意义。(本文来源于《安徽工程大学》期刊2019-06-10）
李传阳[3]（2019）在《基于直线电机的倒立摆系统自动起摆与稳摆控制算法研究》一文中研究指出倒立摆平台被誉为控制领域的“明珠”,是一种经典的实验验证平台,在研究控制理论算法过程中,可以用于验证各种先进算法,从而帮助理论研究走向实际应用,如航空航天、仿人机器人等工业领域,具有很强的研究和实践意义。目前,倒立摆模型已得到了广泛应用,如卫星发射姿态调整、电动自平衡车等。传统倒立摆采用旋转电机驱动,具有振动大、精度差的缺点,本文采用永磁同步直线电机(PMSLM)驱动,省去复杂传动机构,极大地减少了误差。并搭建了一级、二级倒立摆平台,包括机械结构、硬件构成和软件资源与交互界面,形成一套先进的实验平台,用于研究倒立摆稳摆与自动起摆控制算法。针对动力学建模问题,首先建立了永磁同步直线电机矢量控制模型,然后采用Lagrange方法,搭建了直线一级倒立摆和直线二级倒立摆系统的数学模型,并分析了系统的稳定性、能控性和能观性。针对稳摆问题,分别分析了滑模变结构控制(SMC)和鲁棒H_∞控制算法的优劣,从而设计了基于滑模变结构的鲁棒H_∞控制算法(SMHC),并采用线性矩阵不等式(LMI)方法进行滑动模态P和状态反馈矩阵K的优化设计。针对起摆问题,分析了基于能量的方法和传统Bang-Bang控制方法的优缺点,设计了基于能量约束的控制算法(ECBC)。最后,根据所设计的算法,分别进行了直线电机的跟踪控制仿真与实验,一级倒立摆、二级倒立摆的稳摆控制仿真与实验和一级倒立摆的自动起摆实验,验证了算法的可行性和鲁棒性。(本文来源于《合肥工业大学》期刊2019-04-01）
刘翘楚,郭鹏伟,刘学明[4]（2019）在《基于IAP15W4K58S4的风力摆控制系统设计》一文中研究指出风力摆控制系统作为一种典型的自动化控制平台,近年来得到了广泛的研究。为了更科学合理地运用风力摆,设计并制作了一套基于单摆物理模型的实物系统,为系统预设了定角度直线运动和圆周运动两种主要形式。对运动过程进行了线性化、离散化处理,将两种运动都分解为两个正交方向的简谐运动,利用莉萨如图形完成算法的设计。利用单片机的定时器产生系统的控制周期,在一个控制周期内完成采样、计算、输出、执行。试验结果表明,系统可以稳定、精确、快速地完成预设的目标动作,且抗干扰能力强,响应快。(本文来源于《自动化技术与应用》期刊2019年02期）
刘拓晟[5]（2018）在《基于STM32的倒立摆控制系统设计》一文中研究指出倒立摆是开展各种控制实验及进行控制理论的理想实验平台,是一个不稳定的、非线性的复杂控制系统,其控制方法在军工、航天、机器人和一般工业过程领域中都有着广泛的用途。该系统采用stm32f103rct6单片机为控制器,以角位移传感器为反馈装置,以直流减速电机作为执行装置,采用PID控制算法,设计了一个简易的旋转倒立摆控制系统。能够完成倒立摆的稳定倒立、起摆倒立、旋转倒立等动作。(本文来源于《电脑知识与技术》期刊2018年36期）
袁建平,施一萍,江鹏,蒋宇,贾日晶[6]（2018）在《基于BP神经网络PID算法的风力摆控制系统的设计》一文中研究指出随着智能控制技术的发展,将神经网络技术与传统PID控制技术相结合,并应用到控制系统中去已成为一种趋势。在对风力摆控制系统进行需求分析的基础上,针对其具有非线性和参数不确定等特点,提出了基于BP神经网络PID算法的风力摆控制系统的设计方案,将BP神经网络应用到传统PID控制中,设计出了系统的软硬件结构,实现了有效控制风力摆按指定角度画线、指定时间恢复静止和画圆的功能。研究结果表明:采用BP神经网络PID算法的控制系统具有更强的稳定性和控制精度。(本文来源于《测控技术》期刊2018年11期）
王诗章,鲜斌,杨森[7]（2018）在《无人机吊挂飞行系统的减摆控制设计》一文中研究指出主要考虑了四旋翼无人机(Unmanned aerial vehicle, UAV)吊挂飞行系统的位置控制及负载摆动抑制的设计问题.在存在欠驱动特性以及未知系统参数的约束下,本文基于能量法设计了一种非线性控制策略,实现了对无人机位置的精确控制和飞行过程中负载摆动的快速抑制.基于Lyapunov方法的稳定性分析证明了闭环系统的稳定性,位置误差的收敛及摆动的抑制.实验结果表明本文提出的控制策略取得了较好的控制效果.(本文来源于《自动化学报》期刊2018年10期）
王强,梁松,王在华[8]（2018）在《基于采样PD反馈的倒立摆控制系统的稳定性》一文中研究指出数字采样控制是当代主流控制技术,具有变更控制律方便、可靠性高、实时性好、抗干扰能力强等特点.本文研究基于采样PD反馈的倒立摆控制系统自平衡问题,其受控方程是一类具有时变时滞的时滞微分方程,其时滞是分段线性函数.首先将闭环系统方程转化为一个差分方程,然后研究了时滞量和采样周期对差分方程的稳定性区域的影响,进而给出了使差分方程具有最快收敛速度的最优增益的计算方法,最后研究了时滞量和采样周期对差分方程收敛速度的影响.数值算例表明,时滞量和采样周期对倒立摆控制系统稳定性以及收敛速度具有重要影响.(本文来源于《动力学与控制学报》期刊2018年04期）
徐涢基,方平,李娜,谭尾琴,毛启宁[9]（2018）在《神经元PID在风力摆控制系统中的应用》一文中研究指出针对传统的自动控制系统教学效果不够理想、自动控制教学模型复杂、PID参数整定经验方法效率较低和速度较慢的特点,设计了一款性价比高、调试方便的基于六轴重力及角加速度传感器MPU6050的风力摆控制系统。采用IAPSTC15W58S4作为微控制器,选用820空心杯电机作为动力源,神经元PID算法作为主控算法。通过给系统设定一个任务,空心杯电机驱动风力摆起摆,MPU6050传感器采集当前摆动角度。通过串口将角度返回给上位机Serial Chart软件显示,根据Serial Chart软件显示情况分析摆动规律,从而不断对P、I、D参数进行整定,使摆完成预定任务。实测结果验证了该神经元PID算法及P、I、D参数整定方法应用于风力摆系统的正确性及可行性。该风力摆控制系统必将在自动控制原理的教学及控制系统的设计方面具有重要的意义和价值。(本文来源于《自动化仪表》期刊2018年05期）
梁星星[10]（2018）在《久约束多机协调吊运系统轨迹跟踪与防摆控制研究》一文中研究指出随着社会机械化程度的提高,对吊运技术和吊运系统提出越来越高的要求,体现在吊运应用多元化,吊运环境复杂化,被吊运物多样化。为了降低吊运系统设计、制造的复杂程度,用多机器人并联组成欠约束柔索并联吊运系统,即多机协调吊运系统。该系统结合多机器人系统和柔索并联机器人的特征,不仅具有可重组性、通用性、灵活性强、可模块化、工作空间大、响应速度快、环境适应性强等优点,同时可解决单个机器人负载能力低以及无法调节被吊运物姿态的问题。欠约束柔索并联系统的内部动力学特性复杂,同时柔索具有柔性和单向约束的特性,故研究欠约束多机协调吊运系统具有很大的工程实践和理论研究价值。首先,对欠约束多机协调吊运系统进行构型分析,主要研究3R3T构型的多机协调吊运系统的运动学、动力学模型和误差分析,并建立含有误差源的系统模型等一系列问题。在运动学分析的基础上,根据空间几何学和达朗贝尔原理得到牛顿-欧拉方程,即系统的动力学模型;考虑机构误差和柔索的柔性误差,并加入外界不确定因素的扰动,得到含有误差源的系统模型;针对系统的误差多而繁的缺点,提出误差指标—误差熵,可以准确客观的反映被吊运物整体的误差水平;通过数值模拟仿真,验证多机协调吊运系统的运动学、动力学模型和含误差源模型的正确性,以及验证提出的误差熵指标的正确性。其次,对欠约束多机协调吊运系统运动进行分析,在运动过程中需要完成轨迹跟踪控制,使得实际运行轨迹趋于理想轨迹。在欠约束多机协调吊运系统的误差模型基础上,并考虑系统存在高频低幅振动及系统建模误差,根据力-位混合控制策略,采用基于BP神经网络的智能PID控制和基于模糊自调整的免疫PID控制器,对系统轨迹进行跟踪控制;通过仿真试验结果表明,选取合理的控制参数,两种控制策略均能实现机器人系统的轨迹跟踪,基于模糊自调整的免疫PID控制器控制方法优于基于BP神经网络的智能PID控制,对系统轨迹跟踪控制有更好的控制效果。然后,对欠约束多机协调吊运系统进行摆动分析,提出加速度突变过程的摆动条件,加入规划控制,实现系统的防摆控制。对系统摆动的过程进行分析,得到系统发生摆动的条件;针对系统的特征,将系统起动和制动分别分为叁种情况,分别提出不同起动和制动过程中加速度和速度规划方法;对系统起动到制动结束进行规划得到系统运动规划控制流程图,对直线运动和曲线运动分别提出完整的加速度和速度规划,得到规划方程;对系统的防摆控制过程进行动态仿真,分别得到直线运动和曲线运动下柔索拉力,验证加速度规划控制能够快速实现系统防摆控制,这对于提高欠约束多机协调吊运系统的综合性能具有重要意义。接着,对欠约束多机协调吊运系统进行定位分析,提出定位摆动的模型和控制策略。分析多机协调吊运系统快速定位过程的摆动,得到快速定位产生的摆动由双线摆和单线摆交替进行直至能量耗尽;针对多机协调吊运系统的特征,提出柔索约束式预期控制实现被吊运物快速定位,基于能量法设计控制器,控制系统的被吊运物能快速达到系统期望位置;通过仿真验证柔索约束式预期控制能够快速实现被吊运物定位控制。最后,设计和搭建多机协调吊运系统的实验样机并对其进行运动测试,然后通过实验验证所提出模型的正确性和规划防摆方法的可行性。(本文来源于《兰州交通大学》期刊2018-04-01）
倾摆控制系统论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
一级直线倒立摆作为倒立摆家族中最为经典的系统,是一个多变量、强耦合、单入多出的系统,因此对倒立摆控制系统的控制具备一定的复杂性。倒立摆系统对控制的实时性要求很高,传统的倒立摆控制理论的控制精度已经很难达到目前人们的需求,其控制的精度有待提升。为了改善对倒立摆控制系统的品质,提高倒立摆控制的控制精度,本文展开了基于改进型自抗扰控制的一级直线倒立摆控制系统研究。首先建立了系统的模型,包括:一级直线倒立摆的数学模型和驱动电机的位置角数学模型。其次研究了改进型自抗扰控制策略:从系统内部非线性函数研究出发,设计了零点平滑性和连续性更好的非线性函数,为改进型扩张状态观测器和改进型非线性误差控制率的设计奠定基础;基于该非线性函数设计了观测性能更优的改进型扩张状态观测器,将小车位置和摆杆角度分别扩张成两个状态并对扰动进行实时估计;基于该非线性函数设计了改进型非线性状态误差反馈率,将跟踪微分器的跟踪信号和扩张状态观测器的状态进行非线性整合,为系统提供优质输出量;将设计的改进型自抗扰控制策略的跟踪微分器、改进型扩张状态观测器和改进型非线性状态误差反馈率分别进行了仿真分析,证明了其良好的控制性能。然后结合一级直线倒立摆的单入双出强耦合的特点设计出适合一级直线倒立摆的改进型自抗扰控制策略,为了验证改进型自抗扰控制策略的控制精度,以一级直线倒立摆的驱动机构(交流伺服电机)为控制对象设计了改进型自抗扰控制策略。最后对所设计的控制策略进行了仿真和实验验证,结果表明改进型自抗扰控制策具备较好的跟踪性能,更少的超调量,更快的跟踪速度和控制精度。一级倒立摆作为经典的非线性控制对象,对于它的控制是一个复杂的非线性问题,在控制过程中不仅要控制好摆杆角度同时还要兼顾小车位置,对控制品质的要求较高。本文设计的一级直线倒立摆控制系统在兼顾两个输出变量的同时较好的提高了控制系统的性能,在实验和仿真中取得了良好的效果,对更高阶倒立摆和更复杂的倒立摆系统的研究来说具有一定的意义。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
倾摆控制系统论文参考文献
[1].李晓豪,李鑫.基于单片机的旋转倒立摆控制系统研发[J].常熟理工学院学报.2019
[2].洪金文.基于改进型自抗扰控制的一级直线倒立摆控制系统研究[D].安徽工程大学.2019
[3].李传阳.基于直线电机的倒立摆系统自动起摆与稳摆控制算法研究[D].合肥工业大学.2019
[4].刘翘楚,郭鹏伟,刘学明.基于IAP15W4K58S4的风力摆控制系统设计[J].自动化技术与应用.2019
[5].刘拓晟.基于STM32的倒立摆控制系统设计[J].电脑知识与技术.2018
[6].袁建平,施一萍,江鹏,蒋宇,贾日晶.基于BP神经网络PID算法的风力摆控制系统的设计[J].测控技术.2018
[7].王诗章,鲜斌,杨森.无人机吊挂飞行系统的减摆控制设计[J].自动化学报.2018
[8].王强,梁松,王在华.基于采样PD反馈的倒立摆控制系统的稳定性[J].动力学与控制学报.2018
[9].徐涢基,方平,李娜,谭尾琴,毛启宁.神经元PID在风力摆控制系统中的应用[J].自动化仪表.2018
[10].梁星星.久约束多机协调吊运系统轨迹跟踪与防摆控制研究[D].兰州交通大学.2018
论文知识图
