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直线倒立摆的稳定控制算法设计开题报告.doc

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直线倒立摆的稳定控制算法设计开题报告.doc

毕业设计论文开题报告题目直线倒立摆的稳定控制算法设计系别机电信息系专业机械设计制造及其自动化班级姓名学号导师2012年12月17日11毕业设计(论文)综述(题目背景、研究意义及国内外相关研究情况)11题目背景和研究意义在控制理论发展的过程中,某一理论的正确性及在实际应用中的可行性需要一个按其理论设计的控制器去控制一个典型对象来验证这一理论,倒立摆就是这样一个被控对象。倒立摆是一个多变量、快速、非线性、强藕合、和绝对不稳定的系统,通过对它引入一个适当的控制方法使之成为一个稳定系统,来检验控制方法对不稳定、非线性和快速性系统的处理能力;而且在倒立摆的控制过程中,它能有效地反映诸如可镇定性、鲁棒性、随动性以及跟踪性能等许多自动控制领域中的关键问题,因此受到世界各国许多科学家的重视,用不同的控制方法控制不同类型的倒立摆,成为最具有挑战性的课题之一。1对倒立摆系统的研究不仅仅在其结构简单、原理清晰、易于实现等特点,而且作为典型的多变量系统,可采用实验来研究控制理论中许多方面的问题。诸如模型的建立、状态反馈、观测器理论、快速控制理论以及滤波理论等都可以用于这类系统。另一方面对系统的研究也比较有实用价值,从日常生活中所见的任何重心在上、支点在下的控制问题,到空间飞行器和各类伺服云台的稳定,都和倒立摆的控制有很大的相似性,故对其的稳定控制在实际中有很多用场,如海上钻井平台的稳定控制、卫星发射架的稳定控制、火箭姿态控制、飞机安全着陆、机器人双足行走机构、化工过程控制等都属这类问题。倒立摆的研究不仅有其深刻的理论意义,还有重要的工程背景。在多种控制理论与方法的研究和应用中,特别是在工程实践中,也存在一种可行性的试验问题,控制理论在当前的工程技术界,主要是如何面向工程实际、面向工程应用的问题。一项工程的实施也存在一种可行性的试验问题,用一套较好的、较完备的试验设备,将其理论及方法进行有效的检验,倒立摆可为此提供一个从控制理论通往实践的桥梁。在稳定性控制问题上,倒立摆既具有普遍性又具有典型性。倒立摆的典型性在于,倒摆系统作为一个控制装置,它结构简单、价格低廉,便于模拟和数字多种不同的方式控制,通过引入适当的控制方式使之成为一个稳定的系统。倒立摆系统可以用多种理论和方法来实现其稳定控制,如PID、自适应、状态反馈、智能控制、模糊控制及人工神经元网络等多种理论和方法,都能在倒立摆系统控制上得到

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