基于粒子群算法的LQR直线二级倒立摆的控制研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 1 绪论 | 第8-14页 |
| 1.1 选题背景和意义 | 第8页 |
| 1.2 倒立摆系统的分类 | 第8-9页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第9-12页 |
| 1.3.1 倒立摆系统摆起控制 | 第9-10页 |
| 1.3.2 倒立摆系统稳摆控制 | 第10页 |
| 1.3.3 倒立摆控制方法 | 第10-12页 |
| 1.4 研究内容 | 第12-14页 |
| 2 直线二级倒立摆系统的数学建模及性能分析 | 第14-25页 |
| 2.1 工作原理 | 第14页 |
| 2.2 系统建模 | 第14-20页 |
| 2.2.1 数学建模 | 第15-19页 |
| 2.2.2 系统线性化 | 第19-20页 |
| 2.3 系统分析 | 第20-24页 |
| 2.3.1 稳定性 | 第21-22页 |
| 2.3.2 能控性和能观性 | 第22-23页 |
| 2.3.3 定性分析 | 第23-24页 |
| 2.4 本章小结 | 第24-25页 |
| 3 直线二级倒立摆系统LQR与PID控制算法分析 | 第25-36页 |
| 3.1 直线二级倒立摆LQR控制器设计 | 第25-31页 |
| 3.1.1 线性二次最优控制LQR基本原理和分析 | 第25-27页 |
| 3.1.2 最优控制理论加权矩阵的选取 | 第27页 |
| 3.1.3 LQR控制器设计与仿真 | 第27-31页 |
| 3.2 直线二级倒立摆PID控制器设计 | 第31-33页 |
| 3.2.1 PID控制原理 | 第31-32页 |
| 3.2.2 PID控制器设计与仿真 | 第32-33页 |
| 3.3 实验结果对比 | 第33-34页 |
| 3.4 本章小结 | 第34-36页 |
| 4 基于PSO算法的LQR控制器设计 | 第36-45页 |
| 4.1 群智能优化算法 | 第36页 |
| 4.2 PSO算法 | 第36-39页 |
| 4.2.1 粒子群算法的基本形式 | 第36-37页 |
| 4.2.2 标准粒子群算法 | 第37-38页 |
| 4.2.3 标准粒子群算法的基本原理 | 第38-39页 |
| 4.3 基于PSO算法的LQR控制仿真 | 第39-44页 |
| 4.3.1 PSO算法初始化 | 第39-40页 |
| 4.3.2 基于PSO算法的LQR控制器设计 | 第40-42页 |
| 4.3.3 PSO优化的LQR控制器仿真 | 第42-44页 |
| 4.4 本章小结 | 第44-45页 |
| 5 直线二级倒立摆系统的实时控制 | 第45-55页 |
| 5.1 实验环境介绍 | 第45-46页 |
| 5.2 直线二级倒立摆实时控制系统 | 第46-47页 |
| 5.3 直线二级倒立摆实时控制实验 | 第47-53页 |
| 5.3.1 稳定性实验分析 | 第47-51页 |
| 5.3.2 抗扰性实验分析 | 第51-53页 |
| 5.4 本章小结 | 第53-55页 |
| 6 总结与展望 | 第55-57页 |
| 6.1 总结 | 第55页 |
| 6.2 展望 | 第55-57页 |
| 致谢 | 第57-58页 |
| 参考文献 | 第58-61页 |
| 攻读硕士学位期间获得的学术成果 | 第61-62页 |
| 附录 1 | 第62-63页 |
| 附录 2 | 第63-70页 |
