电气工程及其自动化专业【毕业设计 文献综述 开题报告】应用模糊控制技术的二级倒立摆控制器设计.doc

电气工程及其自动化专业【毕业设计+文献综述+开题报告】应用模糊控制技术的二级倒立摆控制器设计 （20_ _届） 本科毕业设计 应用模糊控制技术的二级倒立摆控制器设计 摘 要 倒立摆系统是一个典型的非线性、多变量、强耦合和快速运动的自然不稳定高阶系统，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的实验装置，并且其控制方法、思路对处理一般工业过程也有广泛的用途。 本文以二级倒立摆为控制对象，首先介绍了模糊控制理论的发展与应用、倒立摆系统的研究意义与现状，利用拉格朗日法推导并且建立了二级倒立摆系统线性化的状态空间模型，并采用串级模糊控制方案和应用融合函数的模糊控制方案对二级倒立摆进行控制，对二级倒立摆进行了仿真。仿真结果表明，控制方案都取得了良好的控制效果，并且有较好的抗微小干扰的能力。 关键词：二级倒立摆，模糊控制，仿真，串级结构，融合函数 The application of the fuzzy control technology double inverted pendulum controller design Abstract Inverted pendulum system is a typical model of multivariable，single-input and multi-outputs，nonlinearity，strong-coupling and absolutely instability naturally. It is the favorite problem in the control theory and application. Because it’s a typical experiment device to test the modern control theory, its control technique and idea is useful to average industrial process. In this paper，taking the double inverted pendulum as plant. First，introduces the development and application of fuzzy control theory ，the research significance and the status of double inverted pendulum system. Then，using Lagrange method derivation and built a linearization state-space model of the double inverted pendulum system. Adopting cascade fuzzy control plan and application fusion function of fuzzy control scheme for double inverted pendulum is controlled. Finally, the simulation of double inverted pendulum had been done. The simulation results show that the control solutions are obtained good control effect, and have good resistance to tiny interference ability. Keywords: double inverted pendulum，fuzzy control，simulation，cascade structure，fusion function 目录 摘 要 I Abstract II 1绪论 1 1.1智能控制理论简介 1 1.2模糊控制理论的发展与应用 2 1.3倒立摆系统的研究意义和现状 2 1.4论文的主要内容和研究方法 4 2二级倒立摆系统的数学建模和分析 5 2.1二级倒立摆的结构 5 2.2基于Lagrange方程的二级倒立摆模型建立 6 2.2.1建模前的几个假设与符号说明 6 2.2.2系统模型的建立 7 2.4二级倒立摆系统的稳定性分析 12 2.4.1李亚普诺夫（Lyapunov）稳定性分析 12 2.4.2设计状态反馈矩阵 15 2.4.3系统的能控性和能观性 17 3二级倒立摆的模糊控制方法 18 3.1模糊控制系统简介 18 3.2模糊控制器结构 20 3.3模糊规则的选择和模糊推理