倒立摆系统论文_徐彬彬,洪榛,赵磊,俞立

导读:本文包含了倒立摆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:结构,算法,系统,向量,日方,环形,动力学。

倒立摆系统论文文献综述

徐彬彬,洪榛,赵磊,俞立^[1]（2019）在《网络化倒立摆系统的偏差攻击及检测方法》一文中研究指出针对网络化控制系统数据完整性攻击问题,设计了基于网络化倒立摆平台状态信息的偏差攻击,并提出了对应的检测方法。首先,利用Ettercap工具,实现对平台的网络入侵,对位置数据进行了偏差攻击;其次,结合支持向量机方法(Support Vector Machines,SVM),使用LIBSVM分类器,对倒立摆系统的4个状态信息进行训练、建模,将数据分类,并与K最近邻(K-Nearest Neighbor,KNN)、决策树方法进行对比;最后在平台上进行SVM方法的检验。实验结果表明,设计的攻击方法能够改变系统的稳定状态,与常用的机器学习方法相比,SVM方法在针对偏差攻击检测的二分类问题上,更具有优越性;在平台应用上,SVM方法能够较好地区分掺杂在传输数据中的虚假数据。(本文来源于《第30届中国过程控制会议（CPCC 2019）摘要集》期刊2019-07-31）

路莹昕,韩光信^[2]（2019）在《输入受限的倒立摆系统变结构PID控制研究》一文中研究指出针对输入受限的直线一级倒立摆系统控制问题,本文提出了Anti-windup变结构PID控制器。在输入受限的倒立摆系统中,对传统PID与Anti-windup变结构PID的两重算法仿真实验对比研究,结果显示:Antiwindup变结构PID不仅可以满足输入受限倒立摆系统的控制要求,还具有良好的稳态效果、较短的调节时间和较小的超调量。(本文来源于《河南科技》期刊2019年16期）

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）

张星雨^[4]（2019）在《有界噪声激励下倒立摆系统的随机动力学与控制研究》一文中研究指出倒立摆系统是一个典型的被控对象,被广泛应用于控制理论研究领域。对倒立摆的研究不仅有理论意义,也有很大的工程意义,工业领域、航空航天领域的许多系统都需要运用倒立摆系统来进行研究。对于非线性系统的求解,通常采用将其线性化的方法,但是当非线性因素影响较大时,此方法不再能够满足要求,因此本文采用了随机平均法来对非线性系统进行求解。随机平均法可以使系统维数降低,从而使求解得到简化。本文主要研究了有界噪声激励下的倒立摆非线性系统的随机响应与稳定性。建立倒立摆的运动微分方程,并运用直接分离运动法将运动分为快变和慢变两个部分,得出等效倒立摆系统。运用随机平均法进行分析,将系统的运动方程化简为关于响应幅值和相位差的Ito微分方程,求解对应的FPK方程,分析有界噪声激励下倒立摆非线性系统的随机动力学响应与稳定性。分析结果表明,用随机平均法得到的理论结果和数字模拟结果基本吻合,因此随机平均法能够预测有界噪声激励环境下的倒立摆系统的随机响应以及稳定性。随后介绍了滑模变结构控制的原理及特点,针对本文所研究的倒立摆系统,设计使系统响应达到最小化的滑模变结构控制器。对滑模控制下的系统进行仿真分析,分析比较控制器参数对系统响应的影响,并与Bang-Bang控制进行对比,分析表明滑模控制的控制效果更好,系统能更快地到达稳定状态,而且不会发生很大幅度的振荡。应用滑模变结构控制的方法,对有界噪声激励下的倒立摆进行控制,分析其响应及稳定性,研究表明解析解与蒙特卡洛数字模拟的结果吻合度较高,说明本文的近似方法能够准确预测被控对象的随机响应以及稳定性,可以有效地应用于非线性随机系统倒立摆的系统响应的研究中。(本文来源于《杭州电子科技大学》期刊2019-03-01）

张国斌,张青斌,丰志伟,陈青全,高峰^[5]（2019）在《柔性倒立摆系统建模与控制效果》一文中研究指出基于绝对节点坐标法(ANCF)建立了柔性倒立摆的动力学模型,并嵌入刚体假设条件下建立的经典倒立摆控制系统,以考察倒立摆柔性对控制系统的影响。实验与仿真的对比结果验证了该建模方法的可靠性。仿真结果表明:在倒立摆杨氏模量较大的情况下,控制系统对柔性体和刚体模型的作用效果基本一致;随着杨氏模量的减小,柔性倒立摆在控制系统作用下稳定振动直至失稳并跌落。(本文来源于《系统仿真技术》期刊2019年01期）

孙恺,沈精虎^[6]（2018）在《单级倒立摆系统的设计与仿真》一文中研究指出运用现代控制理论研究单级倒立摆的平衡控制问题,在设计过程中,首先对倒立摆进行力学分析,建立其空间模型,确立其输入输出变量以及各状态变量,然后根据系统动态响应性能指标设计状态反馈、输出反馈、状态观测器等倒立摆的控制器。最后通过MATLAB/Simulink对倒立摆的模型进行仿真,确定单级倒立摆系统的可行性。(本文来源于《煤矿机械》期刊2018年09期）

吴振远,郭艳颖^[7]（2018）在《倒立摆系统的建模与控制研究》一文中研究指出从建模与控制的角度出发,以小车式二级倒立摆为例,介绍了动力学建模方法 ;介绍了传统控制理论、智能控制理论在倒立摆控制中的应用,描述了它们的原理和方法 ,分析了存在的问题和不足;最后阐述了倒立摆控制的主要研究内容和发展方向。(本文来源于《科技传播》期刊2018年17期）

李洁,李世煜^[8]（2018）在《基于极点配置法的倒立摆系统控制器设计》一文中研究指出研究了倒立摆系统的建模与控制.首先对倒立摆模型进行抽象处理,对处理之后的模型进行受力分析,利用机理法建立倒立摆系统的数学模型,根据系统的需要设定参数,设计出该系统的极点配置器,最后通过MATLAB仿真软件得到系统在大约经历3秒后趋于稳定,仿真结果证明了设计方案的正确性.(本文来源于《广州航海学院学报》期刊2018年03期）

李巍巍,张海彪,王光辉,牛陆陆^[9]（2018）在《基于蚁群算法的倒立摆系统PID控制器设计》一文中研究指出蚁群算法,在优化参数方面,有更快地收敛速度以及易与其他方法融合的特性。该文采用蚁群算法优化PID的方法,进而选出理想的控制参数。为了验证该设计的可行性,以一级倒立摆系统为研究对象,与用Z-N法设计的控制器进行仿真比较。结果表明:经过蚁群算法优化后的控制系统与Z-N法优化后的系统相比,前者超调量明显减小,鲁棒性较好,同时调整时间也有所改善。(本文来源于《工业仪表与自动化装置》期刊2018年03期）

赵文才^[10]（2018）在《环形单级倒立摆系统的控制研究》一文中研究指出环形倒立摆系统是一个多变量、非线性、强耦合、不稳定的单输入多输出系统,其稳定性控制是控制理论的具体运用,为验证和评估控制理论与方法提供了良好的实验平台.过去,研究者主要以直线轨道型的小车倒立摆系统为被控对象来展开研究,而环形倒立摆系统作为一个典型的非线性系统,与直线型的倒立摆系统相比,它具有更多的自由度,克服了行程限制,控制难度更大,为验证各种控制理论提供更为理想的实验平台.本文首先介绍了倒立摆系统的研究背景和意义,包括倒立摆的分类,倒立摆在教育教学、科学研究和工程应用实践等方面的意义以及国内外学者对倒立摆系统的研究现状.然后拉格朗日方程推导出环形单级倒立摆系统的动力学模型,以线性系统理论中稳定性、能控性和能观测性的定义和判据等为理论依据,调用MATLB函数计算来分析环形单级倒立摆系统的性能,由计算结果得出,该系统是开环不稳定,并且是能控能观测的.因此系统需要设计外部控制器加以调节.于是,本文对环形单级倒立摆进行了LQR控制和PID控制,并对二者做出了比较分析发现,两种控制方法都能有效地控制环形单级倒立摆,但是该系统在PID控制下,连杆和摆杆的达到稳定的调节时间更短,振荡产生超调量更小.我们知道,PID控制器设计的关键在于如何快速地选取一组最佳的控制器参数,即进行PID控制参数整定.为解决试凑法选参的反复和繁琐,本文引入了粒子群算法(PSO),并在标准粒子群算法的基础上,对算法的参数包括惯性权重系数和学习因子和适应度函数做了改进.粒子群优化算法(PSO)具有全局搜索能力强、概念简单、参数调整方便、收敛速度快等特点,可用于PID控制器参数的调整.由于环形倒立摆系统是多变量的复杂系统,普通PID容易出现积分饱和的现象,本文在上述基于粒子群算法的PID控制(PSO-PID)的基础上,对PID的结构进行了改进,采用改进积分项和比例项的PID控制方法,在此基础上又在比例和积分项前分别加入连续变化的函数作为系数以防止积分饱和.最后在MATLAB中分别用PSO-PID控制和基于改进变速积分的PSO-PID控制对环形单级倒立摆进行仿真.仿真结果表明,在改进变速积分的PSO-PID控制下,系统中连杆和摆杆的超调量均下降至0,调节时间分别缩短至0.8s和0.9s.这说明本文设计的控制方法能有效使环形单级倒立摆系统在较短的时间内达到稳定,也对倒立摆系统以及其它非线性系统的控制提供了参考和借鉴.(本文来源于《广东工业大学》期刊2018-06-01）

倒立摆系统论文开题报告

（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：

针对输入受限的直线一级倒立摆系统控制问题,本文提出了Anti-windup变结构PID控制器。在输入受限的倒立摆系统中,对传统PID与Anti-windup变结构PID的两重算法仿真实验对比研究,结果显示:Antiwindup变结构PID不仅可以满足输入受限倒立摆系统的控制要求,还具有良好的稳态效果、较短的调节时间和较小的超调量。

（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。

倒立摆系统论文参考文献

[1].徐彬彬,洪榛,赵磊,俞立.网络化倒立摆系统的偏差攻击及检测方法[C].第30届中国过程控制会议（CPCC2019）摘要集.2019

[2].路莹昕,韩光信.输入受限的倒立摆系统变结构PID控制研究[J].河南科技.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].张星雨.有界噪声激励下倒立摆系统的随机动力学与控制研究[D].杭州电子科技大学.2019

[5].张国斌,张青斌,丰志伟,陈青全,高峰.柔性倒立摆系统建模与控制效果[J].系统仿真技术.2019

[6].孙恺,沈精虎.单级倒立摆系统的设计与仿真[J].煤矿机械.2018

[7].吴振远,郭艳颖.倒立摆系统的建模与控制研究[J].科技传播.2018

[8].李洁,李世煜.基于极点配置法的倒立摆系统控制器设计[J].广州航海学院学报.2018

[9].李巍巍,张海彪,王光辉,牛陆陆.基于蚁群算法的倒立摆系统PID控制器设计[J].工业仪表与自动化装置.2018

[10].赵文才.环形单级倒立摆系统的控制研究[D].广东工业大学.2018

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