板球系統(tǒng)實質(zhì)是一個經(jīng)典的非線性控制對象,其具有多變量、強耦合、欠驅(qū)動等特性。通常被用以驗證控制算法的有效性,以及評判和對比算法性能的優(yōu)異與否。作為控制理論的典型基準實驗研究平臺,板球系統(tǒng)受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注�；谄鋰鴥�(nèi)外研究情況可知,板球系統(tǒng)所具有的強耦合、不確定、非線性特性,可以被引申到大量的類似工控設(shè)備。這類系統(tǒng)本身受到的影響通常是多方面的,如在板球系統(tǒng)中,小球的滾動速度、摩擦系數(shù)的大小、設(shè)備運行環(huán)境的干擾因素、設(shè)備本身機械耦合的精密程度等都會對板球系統(tǒng)的運行狀態(tài)產(chǎn)生影響,直接體現(xiàn)在其對期望軌跡的擬合程度、擬合時間及跟蹤速度等方面。圍繞該問題,本文的主要研究方法及成果如下:(1)板球系統(tǒng)簡介及其動力學(xué)建模:對板球系統(tǒng)的運動姿態(tài)及受力情況進行了分析,介紹了板球系統(tǒng)的機械組成原理和機制�；诳刂葡到y(tǒng)分析的前提,結(jié)合板球系統(tǒng)中小球在平板上的運動姿態(tài)建立了相應(yīng)的動力學(xué)模型。依據(jù)所建立動力學(xué)模型,提出了相應(yīng)的動力學(xué)微分方程以及動力學(xué)狀態(tài)方程,就方程的線性化化解等問題,做了進一步的探討和推導(dǎo)。(2)板球系統(tǒng)的模糊PID自整定控制:基于動力學(xué)模型驗證的需要,及傳統(tǒng)PID控制參數(shù)試湊法的困難...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 論文研究的背景及意義
    1.3 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和分析
        1.3.1 板球系統(tǒng)國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 板球系統(tǒng)國外研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的工作內(nèi)容
第二章 板球系統(tǒng)的動力學(xué)分析與模型建立
    2.1 引言
    2.2 板球系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)與工作原理
        2.2.1 板球系統(tǒng)硬件物理模型
        2.2.2 板球系統(tǒng)坐標系的建立
        2.2.3 板球系統(tǒng)的工作原理
    2.3 板球系統(tǒng)動力學(xué)建模
        2.3.1 牛頓力學(xué)與拉格朗日力學(xué)
        2.3.2 拉格朗日方程原理
        2.3.3 板球系統(tǒng)動力學(xué)參數(shù)
        2.3.4 板球系統(tǒng)動力學(xué)模型建立
    2.4 板球系統(tǒng)模型簡化
        2.4.1 模型解耦
        2.4.2 板球系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的線性化處理
    2.5 本章小結(jié)
第三章 板球系統(tǒng)的參數(shù)自整定模糊PID控制
    3.1 引言
    3.2 經(jīng)典PID控制理論
    3.3 模糊控制
        3.3.1 模糊控制概念
        3.3.2 模糊控制優(yōu)缺點及分類
        3.3.3 模糊控制系統(tǒng)
    3.4 板球系統(tǒng)的參數(shù)自整定模糊PID控制
        3.4.1 模糊自整定PID控制
        3.4.2 模糊PID自整定控制器設(shè)計
    3.5 板球系統(tǒng)模糊自整定PID控制仿真及實驗
        3.5.1 仿真結(jié)果
        3.5.2 實驗結(jié)果
    3.6 本章小結(jié)
第四章 板球系統(tǒng)的反演自適應(yīng)動態(tài)滑�？刂�
    4.1 引言
    4.2 滑模控制算法
        4.2.1 滑�？刂频幕驹�
        4.2.2 滑�？刂频亩墩駟栴}
    4.3 反演控制
        4.3.1 反演法概述
        4.3.2 反演法基本思想
        4.3.3 基于反演法的控制器設(shè)計
    4.4 基于板球系統(tǒng)的反演滑模控制
        4.4.1 控制器設(shè)計
        4.4.2 實驗仿真及分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于干擾觀測器的板球系統(tǒng)非奇異終端滑�？刂蒲芯�
    5.1 引言
    5.2 基于板球系統(tǒng)的非線性干擾觀測器設(shè)計
        5.2.1 干擾觀測器理論
        5.2.2 非線性干擾觀測器設(shè)計
    5.3 基于板球系統(tǒng)非奇異終端滑�？仄髟O(shè)計
        5.3.1 終端滑模理論
        5.3.2 基于干擾觀測器的板球系統(tǒng)非奇異終端滑模控制
        5.3.3 非奇異終端滑�？刂破髟O(shè)計
        5.3.4 穩(wěn)定性分析
    5.4 仿真及分析
        5.4.1 仿真結(jié)果
        5.4.2 仿真結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 論文展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目



本文編號：3864189