基于自适应模糊PID的二级倒立摆控制方法

摘要

为了提高平面二级倒立摆模型控制过程的动态、静态性能及对控制器参数的自适应整定能力和抗干扰能力,提出一种将PID控制与模糊控制相结合的自适应控制算法。应用拉格朗日方程建立平面二级倒立摆数学模型。根据实际经验确定模糊隶属度函数并建立模糊规则表。通过计算误差和误差变化率设计自适应模糊PID控制器。为设计的控制器建立仿真模型,并与PID、模糊、LQR等控制方法对比实验性能。仿真结果表明:建立的自适应模糊PID控制器的超调量、调节时间更小,上、下摆角及位移的摆动幅度低,控制精度更高,且系统抗噪能力强,鲁棒性良好。验证了所提方法的理论正确性和控制算法的有效性。