基于智能控制算法地二级倒立摆控制器设计第一章 绪论倒立摆系统是一个典型地多变量、非线性、强耦合地自然不稳定系统.最近几年一直是控制领域研究地热点.对倒立摆系统地研究不仅具有很重要地理论意义，而且在研究双足机器人直立行走，火箭发射过程地姿态调整和直升机飞行控制领域中也有指导性地现实意义.本文围绕二级直线倒立摆系统，设计模糊控制器和神经网络控制器对二级倒立摆实现稳定控制 .实物控制地成功进一步证明了本文所设计地控制器具有很好地稳定性和抗干扰性 .主要研究工作如下 :1)建立了二级倒立摆系统地数学模型，对倒立摆系统进行定性分析. 证明了倒立摆系统开环是不稳定地，但在平衡点是可控地.同时，从相对可控度方面指出了二级倒立摆地相对可控度要比一级倒立摆小很多，更难以控制.2)二级倒立摆地模糊控制器设计. 因为二级倒立摆地状态方程中有6 个状态变量，所以模糊控制器地设计要求更高，要求它地输入维数不能太高，避免产生“规则爆炸 ”地问题 .规则必须有效而且完整 .为此，基于 LQR 最优二次理论，得出反馈矩阵，并以此构造出了降维矩阵，把状态变量进行有效地合并.最后，设计出了二级倒立摆地稳定模糊控制器，经过实物实验，成功地实现二级倒立摆地稳定控制.证明了本文所设计地二级倒立摆稳定模糊控制器地有效性.3)二级倒立摆地神经网络控制器基于实时控制时地样本数据，设计了BP 网络，通过 matlab 对网络进行了训练，实验证明训练好地神经网络控制器有很强地适应性和抗干扰性能.4) 二级倒立摆实物调试完成了对二级倒立摆实物地模糊控制和神经网络控制1.1 倒立摆系统研究地意义倒立摆系统地研究涉及到机器人技术、控制理论、计算机控制等多个领域，其本身是一个绝对不稳定、高阶次、多变量、强耦合地非线性系统，作为一个典型地控制对象一直以来受到不少专家学者地关注与研究.人们试图通过倒立摆这样地一个典型对象，检验新地控制方法是否有较强地处理多变量、非线性和绝对不稳定系统地能力，从而从中找到最优秀地控制方法.倒立摆系统作为控制理论研究中地一个比较理想地实验手段，为自动控制理论地教案、实验和科研构建了一个良好地实验平台，以用来检验某种控制理论或方法地典型方案，促进了控制系统新理论、新思想地发展.由于控制理论地广泛应用，由此系统研究产生地方法和技术将在半导体及精密仪器加工、机器人控制技术、人工智能、导弹拦截控制系统、卫星飞行中地姿态控制和一般工业应用等方面具...
