题目平板球实验系统 -硬件设计学院专业姓名班级学号指导教师孙伟华一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义1. 国内外的发展现状针对板球控制系统的研究， 目前国内研究的状况如下： 清华大学模糊控制教研组于 2000 年前后开始对板球控制系统进行研究，提出了 T-S 多变量模糊控制方案，并在仿真环境下进行了轨迹规划和跟踪实验。之后开发了基于视觉的板球控制系统仿真平台， 设计模糊控制器， 实现了对板球实验平台的稳定控制。大连理工大学的李洪兴教授及其研究生设计了变论域模糊控制器，在 simulink 环境下进行仿真， 相对位置式 PID 和增量式 PID 有较好控制效果， 最后在自己研发的仿真平台上实现了小球对正方形和圆形的轨迹跟踪，取得了较好的控制效果。吉林大学的田彦涛教授及其研究生设计了基于扩展卡尔曼滤波的状态观测器，对板球控制系统中摩擦力状态进行了在线实时估计，并对估计后的摩擦力进行分析，得到与摩擦力相关的因素， 推导出摩擦力的数学模型， 最后设计了摩擦力补偿器对摩擦力进行补偿， 并在基于视觉的板球控制系统中进行验证，2009 年前后，设计了板球系统的参数自调整反步控制，考虑控制量受饱和特性限制而引入的约束条件， 利用遗传算法优化模糊规则， 降低了镇定控制中的位置超调和偏差。中南大学张修如教授及其研究生对板球控制系统的视觉系统进行了研究，获取了小球的实际位置。 另外上海交通大学开发了台面球系统利用气缸伺服控制机构进行控制，以及台湾的成功大学 C.C.Ker 采用接触式的控制面板构建了板球实验平台， 并对实验装置进行了控制。 经过这些年的发展国内很多大学都建立了自己的板球控制系统的实物仿真平台，不再只是基于 simulink 仿真的研究， 并在板球系统上验证控制算法。在国外伊朗德黑兰大学的 Carolucas 等人在 CE151 板球实验平台上， 设计基于遗传内插算法的模糊控制器，实现了小球的定位控制。1992 年，美国著名的控制理论专家 Hauser.J 应用线性化理论，对板球控制系统的输入输出变量进行局部线性化得到了其简化的线性模型，在板球控制系统上获得了较好的控制效果。通过触摸屏检测小球的位置，建立系统简化的线性系统模型，设计状态反馈控制器对系统进行控制， 小球的定位控制精度为 5mm，跟踪圆轨迹径向平均误差18mm，运行速度小于 4.2mm/s 。汉阳大学的学者提出了变结构自适应控制器，控制的核心是采用分层模糊 CMAC 神经网络控制...
