摘要 倒立摆控制系统是典型的非线性、多变量、强耦合的复杂系统。倒立摆不但是常见的教学实验设备，还是理论研究的优秀实验平台。很多学者把倒立摆控制任务当作典型的研究对象，因为其中涵盖了控制理论中很多典型问题。在不断优化控制品质的过程中，学者们提出了许多新的控制思想。尤其在航天器运行和直立机器人方面的研究取得了丰硕的成果。87455

本课题运用模糊控制理论完成直线二级倒立摆的控制任务。讨论一般模糊控制器的设计原理和设计方法，对所设计的模糊控制器进行实现，并在实际的直线二级倒立摆装置上进行调试、分析和应用。主要研究工作如下：

1）建立了直线二级倒立摆的数学模型，定性分析了系统特性。

2）结合最优控制理论设计了状态 ，降低了模糊控制器维数，克服了规则爆炸问题。讨论了控制器主要参数对系统控制效果的影响。

3）使用Simulink进行数字仿真，并对三个量化因子进行调试。介绍了Googol Tech公司生产的GLIP2003直线二级倒立摆的组成和工作原理，并在该实物系统上进行调试、验证和分析。

毕业论文关键词： 倒立摆模糊控制 计算机控制

毕业设计说明书外文摘要

Title Design and verification of linear double inverted pendulum using fuzzy controller 

Abstract Inverted pendulum system is nonlinear, multivariable, strong-coupling and complex。 Inverted pendulum is not only a common teaching laboratory instruments, but also an excellent platform for the study of control theory。 Many researchers of modern control theory regard it as a typical object of study, because a lot of typical control theory problems are included in inverted pendulum。 Pursuing better control quality, lots of new control ideas are put forward。 Especially theresearchs in aerospace technology and robotics aspects have acquired rich achievements。

Seen the linear double inverted pendulum as a control object, this subject research on the design principle and method of fuzzy controller, realizing the fuzzy controller。 Main research work is declared following:

1)The mathematical model of linear double inverted pendulum is established。 Qualitative analysis of system characteristic is also proposed。

2)The dimension of fuzzy controller is declined by designing a fusion function combining optimization control theory, meanwhile ’rule explosion’ problem is solved。 The infection of controller’s main factors to control quality is studied。

3) Using Simulink to realize the simulation。 It is debugged, analysed and applied in the actual linear double inverted pendulum。

KeywordsInverted pendulumFuzzy controllerFusion function 

Computer control

目次

1绪论1源-于Y优+尔-论.文:网www.youerw.com 原文+QQ7520^18766

1。1倒立摆的研究意义1

1。2倒立摆系统的分类1

1。3国内外研究情况2

1。4本文研究内容3

2。1倒立摆系统的特性分析4

2。2系统的数学模型4

2。3系统的定性分析11

2。3。1能控性分析11

2。3。2能观性分析12

2。4本章小结14

3模糊控制器的研究和设计15

3。1模糊控制简介15

3。1。1模糊控制系统组成15

3。1。2模糊控制器设计的基本方法16

3。2基于信息融合的模糊控制16

3。2。1信息融合技术16

3。2。2融合函数设计17

3。3模糊控制器设计19

3。3。1模糊语言变量19

3。3。2隶属度函数19

3。3。3模糊规则19

3。3。4非模糊化20

3。4量化因子和比例因子20