摘要：针对直线一级倒立摆控制器设计中存在的测量噪声与系统状态不完全可测的问题,基于连续时间Kalman滤波与滑模变结构控制理论设计了控制器。在直线一级倒立摆数学模型建立的基础上,基于连续时间Kalman滤波理论实现对系统全部状态信息的有效估计,同时降低测量噪声对系统状态的影响。随后,根据估计的系统状态信息,基于滑模变结构控制理论进行了控制器设计,并对所设计的控制器进行了稳定性分析。最后,采用Matlab语言设计控制程序,对所设计的控制器进行仿真与实验验证。仿真与实验结果验证了所设计的控制器具有较好的可行性与有效性。

摘要：针对一种直线型DELTA并联机器人,研究了其模型构建与运动控制方法。介绍了一种直线型DELTA并联机器人的基本结构。根据其基本结构建立了完整的模型示意图,利用几何约束关系得到其运动学模型。在Matlab中求得运动学正、逆解,并利用M语言编写三维动态仿真程序来验证结构设计及对其运动学分析的有效性。利用C++语言将运动学函数封装成动态链接库文件供控制程序调用,采用Qt设计控制程序成功实现规划轨迹控制。仿真及实验结果验证了建立的直线型DELTA并联机器人模型的合理性及控制程序设计的有效性。

摘要：本文首先介绍了一种典型3层BP神经网络模型及其基本原理,然后在惯性坐标系内应用经典力学理论建立了直线一级倒立摆的动力学模型,得到以小车加速度作为输入的系统状态空间方程,在MATLAB中利用lqr函数求得系统最优反馈增益矩阵K并实现了稳定控制。在实时控制过程中不断采集数据样本并保存,用.m文件编写BP神经网络训练程序,对数据样本进行训练并自动生成BP神经网络控制器模块,最后在Simulink中搭建仿真模型进行仿真验证,通过分析仿真结果并进行实物验证,证明了所设计的BP神经网络控制器的合理性与有效性。

摘要：针对计算机控制技术及电力传动控制系统等课程教学的实际需要以及对工科学生实践能力培养的需要,在XSJ-II型小功率直流随动系统平台上开发了可进行数字位置随动实验的单片机控制器,建立了模拟校正装置的数字化模型,为了减少信号调理带来的误差,采用了线性参数标度变换。设计的单片机控制器既可以有效地替代小功率随动系统中的超前校正装置,实现数字位置随动控制,又可以脱离XSJ-Ⅱ平台对基于数学模型的被控对象进行控制。为了便于教学,设计了基于串行通信的PC机大屏幕显示方式,实现了波形显示及给定轮、反馈轮的形态显示。教学实践表明,学生的学习主动性有了很大的提高,不仅增强了学生对理论知识的掌握,而且提高了学生的动手实践能力。

摘要：板球系统是一个典型的多变量、非线性控制系统,是杆球系统的扩展,用以检测各种控制方案;该文首先采用拉格朗日方程法建立板球系统的数学模型,然后以线性二次最优控制理论为理论基础设计控制器并对系统进行仿真,采用基于触摸屏的控制方案,并在实物板球控制系统做了实时控制,利用多媒体定时器中断技术设计了Matlab6.5和Visual C++6.0两个版本的实时控制程序,成功实现小球的圆形和矩形轨迹跟踪,达到了误差1mm以内的控制效果;仿真及实验结果表面建立模型的合理性与控制算法的有效性。

摘要：采用Lagrange方程建立了平面二级倒立摆的非线性动力学模型,将其在平衡位置附近进行线性化,得到系统在2个正交控制方向解耦的近似模型。根据最优控制理论设计了系统的线性二次最优调节器,并利用Visual C++6.0和Visual Basic 6.0实现了人机交互,实时控制在多媒体定时器中断服务函数内实现,自主搭建了一套平面二级倒立摆实验平台。系统成功实现稳摆控制,仿真及实验结果表明建立平面二级倒立摆解耦模型的合理性与控制算法的有效性。

摘要：针对视觉板球跟踪控制问题,基于线性化动力学模型,研究了基于滑模变结构控制技术的视觉板球跟踪控制。首先,根据板球系统的物理模型,推导了视觉板球的动力学模型,在小角度假设下,对建立的动力学模型进行了线性化,并建立了系统的状态空间模型。其次,针对建立的状态空间模型,通过设计线性滑模面,结合新型非线性滑模趋近律,设计了视觉板球滑模控制律,并基于Lyapunov稳定性理论,对设计的滑模控制律进行了稳定性证明。最后,将设计的控制律代入建立的状态空间模型进行仿真验证,同时与现有的控制方法(极点配置与LQR)进行对比仿真。仿真结果表明,设计的滑模控制律渐近稳定,并且具有良好的控制精度与系统收敛速度,稳定精度高,可实现视觉板球位置跟踪控制。

摘要：首先采用牛顿力学方法建立了三维桥式吊车的非线性动力学模型,然后将其在平衡点处进行线性化,得到系统在X方向和Y方向完全解耦的状态空间方程;根据现代控制理论设计了系统的线性二次最优调节器(LQR)并进行SIMULINK仿真,最后利用C++语言和MATLAB混合编程技术实现控制界面,系统控制量计算及下发由多媒体定时器中断服务函数周期性完成,自主搭建了一套三维桥式吊车实验平台;系统成功实现运动范围内的定位及防摆控制,仿真及实验结果表面建立三维桥式吊车解耦模型的合理性与控制算法的有效性。