基于模糊自适应的倒立摆控制系统研究

摘要

针对二级倒立摆系统的非线性、自然不稳定特点,本文基于SIMULINK仿真环境下验证了模糊控制理论在二级倒立摆的控制中的有效性.通过对倒立摆系统的研究,建立了倒立摆系统的空间状态方程,从数学的角度对其进行精确建模.模糊控制器作为基于模糊理论发展起来的控制策略,凭借其智能性和自适应的特点,在一些复杂的系统中得到了应用.本文利用SIMULINK的模糊控制工具箱构建了两输入一输出的模糊控制器,设计了相应变量隶属度函数,构建了模糊规则.构建成功的模糊控制器应用于二级倒立摆控制的仿真中,通过观察小车和两级摆杆的位置、摆角等物理量,证明了在模糊控制下,二级倒立摆系统在较短的响应时间内便能够达到稳定状态,具备很好的动态性能以及较强的鲁棒性.