论文开题报告：一介直线倒立摆先进控制算法设计

大学本科毕业论文(设计)开题报告
学院：信息科学与工程学院　　　　　　　　　专业班级：电气工程及其自动化(泉州班)

课题名称 一介直线倒立摆先进控制算法设计

1、本课题的的研究目的和意义：
倒立摆是一个复杂的快速，非线性，多变量，强耦合的不稳定系统，本身处于倒置不稳定状态，并通过人为控制使其处于动态平衡。其重心在上，支点在下控制问题很是抽象。其控制算法是机器人技术，控制理论，计算机理论等领域有机结合的结果。如今倒立摆系统作为一种比较理想的实验手段为自动控制教学，实验，科研构建一个较为良好的平台。此实验研究产生的方法和技术能
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设计出单级倒立摆系统这个实验设备。后来在此基础上，人们又进行拓展，产生了各式各样的倒立摆:有悬挂式倒立摆、平行倒立摆、环形倒立摆、平面倒立摆;倒立摆的级数有一级、二级、三级、四级乃至多级;倒立摆的运动轨道可以是水平的，也可以是倾斜的[2]。倒立摆系统已成为控制领域中不可或缺的研究设备和验证各种控制策略有效性的实验平台，本设计主要针对直线倒立摆进行研究。
目前。国内外专家学者主要研究一下两个方向：1一介倒立摆系统的稳定控制研究；2 一介倒立摆的自起摆控制研究。就目前的结果来看大部分有集中在第一个方面，即倒立摆控制系统的稳定性研究。目前大致方法分为：线性控制，预测控制，智能控制三大类。现阶段几种较为广泛的控制方法为：PID控制，状态反馈控制，线性二次型（LQR）,模糊控制等


3、 本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式：
本论文的主要工作是一介直线倒立摆的模糊控制问题，用matlab对倒立摆进行仿真验证设计的可行性。主要内容是一介倒立摆建模，模糊控制参数选择，matlab仿真。成果形式为编写程序成功出模糊控制程序并在matlab中仿真实现，之后能在学校实验室使一介倒立摆系统成功实现动态平衡。

4、拟解决的关键问题：
一介倒立摆数学模型的建立；
如何利用模糊控制算法实现其稳摆控制
模糊控制程序的编写和matlab仿真







5、研究思路、方法和步骤：
1：对一介直线倒立摆进行数学建模，推到器微分方程及线性化后的状态方程；
2：熟悉PID控制的基本概念；
3:讨论一介倒立摆系统模糊控制方法及操作步骤；模糊控制器一般靠软件编程来实现步骤大体如下：
（1）确定模糊控制器的输入输出量；（2）设计模糊控制器的控制规则；（3）：进行模糊化和去模糊化（4）：确定模糊控制器的参数；（5）编制模糊控制算法的应用程序；（6）：合理选择模糊控制算法的采样时间
4：用matlab和simulink仿真实现一介倒立摆模糊控制仿真系统



6、本课题的进度安排：
2013年3月10日-2013年3月31日：查阅文献，matlab程序设计技术；
2013年4月1日-2013年4月30日：完成倒立摆模型分析和设计；
2013年 ……（未完，全文共1963字，当前仅显示1248字，请阅读下面提示信息。收藏《论文开题报告：一介直线倒立摆先进控制算法设计》）