倒立摆T-S模糊控制系统降维问题研究

论文摘要

倒立摆系统作为典型的快速、多变量、非线性、绝对不稳定系统,一直是控制理论与应用的热点问题,因为它不但是验证现代控制理论方法的典型实验装置,而且其控制方法和思路对处理一般工业过程亦有广泛的用途。 本文以倒立摆为控制对象,以仿真为主、理论为辅,主要对T-S模糊控制的降维问题进行了客观性的研究。本文在阐述了倒立摆系统控制的研究意义和发展状况之后,介绍了倒立摆系统的结构和数学模型。并简要介绍模糊控制理论与模糊控制器的实现;其次,介绍T-S模糊控制方法,并以Matlab及Simulink为基础,对倒立摆系统进行T-S控制仿真研究;最后,本文主要针对“规则爆炸”问题,提出一种降维T-S模糊控制器。并对已有的几种降维方法进行比较。在本文这种方法中,每个控制器的输入变量只有一个,分别为摆角、摆的速度、小车的位移、小车的速度。而每个输入变量产生的输出结果对被控系统的影响用一个动态权值来表示。这种方法,迄今为止,在T-S模糊模型中未见应用。在文章的最后,对全文工作进行了总结,分析了存在的问题和缺陷,并对今后的发展方向作了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 对倒立摆系统研究的意义
• 1.2 倒立摆研究的发展状况
• 1.3 建立倒立摆的数学模型
• 1.4 论文工作介绍
• 第二章 模糊控制理论和模糊控制器
• 2.1 模糊控制理论的发展
• 2.2 模糊控制的工作原理
• 2.3 模糊控制系统的优点
• 第三章 T-S模糊控制在倒立摆中的应用
• 3.1 T-S模糊控制
• 3.2 T-S模型参数辨识
• 3.3 计算机仿真
• 第四章 降维模糊控制器
• 4.1 降维问题
• 4.2 单一前提变量T-S控制器
• 4.3 控制系统设计
• 4.4 计算机仿真
• 第五章 结论与展望
• 参考书目
• 致谢
• 作者在攻读硕士学位期间完成的论文
• 附录1: 倒立摆系统输入-输出数据