倒立摆模糊控制驱动设计

1、 本科毕业设计（论文）开题报告题目：倒立摆模糊控制驱动设计端测控学生姓名王罗军学号0907030142教学院系电气信息学院专业年级自动化2009级指导教师曹谢东职称教授单位西南石油大学电气信息学院1. 选题的意义及国内研究现状 在控制理论发展的过程中,某一理论的正确性及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，倒立摆系统作为一个实验装置，结构简单、构件组成参数和形状易于改变、成本低廉，其控制效果可以通过其稳定性直观地体现。作为一个多用途的综合性实验装置，倒立摆系统的控制作为控制理论研究中的一种较为理想的实验手段，通常有着用来检验控制策略有效性的功能。倒立摆仿真或实

2、物控制实验是控制领域中用来检验某种控制理论或方法的典型方案。研究倒立摆系统除了较强的理论意义，同时还具有广泛的实践意义。控制理论中许多抽象的概念如稳定性，能控性，快速性和鲁棒性，都可通过倒立摆系统直观的表现出来，同时其动态过程与人类的行走姿态类似，其平衡与火箭的发射姿态调整类似，因此倒立摆在研究双足机器人直立行走、火箭发射过程的姿态调整和直升机飞行控制领域中有重要的现实意义，相关的科研成果已经应用到航天科技和机器人学等诸多领域。因此倒立摆系统的研究，对于火箭发射及机器人控制等高新技术的研究都有非常重要的理论指导意义。 倒立摆系统的最初研究开始于二十世纪五十年代，麻省理工大学电机工程系设计出单级

3、倒立摆系统这个实验设备。后来在此基础上，人们又进行拓展，产生了各式各样的倒立摆:有悬挂式倒立摆、平行倒立摆、环形倒立摆、平面倒立摆;倒立摆的级数有一级、二级、三级、四级乃至多级;倒立摆的运动轨道可以是水平的，也可以是倾斜的。倒立摆系统已成为控制领域中不可或缺的研究设备和验证各种控制策略有效性的实验平台，本设计主要针对直线倒立摆进行研究。2 主要研究内容 本论文主要研究的是直线倒立摆，把长杆装置在一段此轮带上，通过传动装置由三相步进电机驱动，在有限行程内运动带动长杆并最终使得长杆达到倒立稳定状态。3. 拟采用的研究思路方案一： 把长杆通过铰链装置在小车顶部，通过小车运动来带动长杆，小车可以自由在

4、限定的导轨上左右移动，小车依靠电机施加的控制力在导轨上左右移动，其位移和摆杆角度信息由传感器测得，使得长杆在导轨上竖立稳定最终达到平衡状态。 其优点是可以方便的达到对长杆的控制 缺点是买不进电机和小车，成本大 方案二：借用打印机的齿轮带和驱动电机，将长杆通过铰链装置在一段合适的齿轮带上，通过光电编码器测得长杆摆动的角度传给驱动装置控制电机的转动角度从而达到控制长杆稳定的效果优点是装置简单成本低 ，所以经研究决定采用第二种方案4 设计的预期结果1） 通过毕业设计熟悉了解模糊控制在实际研究中的应用2） 利用力步进电机驱动并控制倒立摆3） 实现在直线上对单摆的控制4) 完成毕业设计论文5设计的工作进

5、度安排设计（论文）的进程安排序 号设计（论文）各阶段内容起止日期1消化课题有关资料；明确题目任务及要求2013.3.284.52收集、整理国内外资料，写出开题报告，写出文献综述报告，准备开题答辩2013.4.64.113学习RTU、北斗卫星通讯系统、以及力控相关知识2013.4.114.22 4编写上位机接收程序2012.4.235.65利用力控组态软件组态、制作相关报表及实时数据库2012.5.75.206进行系统调试，并在整套系统中试运行2012.5.215.277整理设计文件，撰写毕业论文2012.5.286.108准备毕业答辩，审阅、评阅及答辩2012.6.106.196 参考文献1马

6、国华.监控组态软件及其应用.清华大学出版社出版,2004.32曹谢东，杨力， 赵金洲， 邬云龙， 杨锦林.数字化气田远程监控体系结构 研究.2006.13裘湘澜.气井排水采气工艺原理及应用.油气田地面工程第29卷第5期.2010.54刘铭,施仁.工业远程监控设计方案探讨J.计算机应用与软件,2004,21(7): 54-56.5杨模和，贾东.RTU数据现场监控系统的开发及应用.【期刊】吐哈油气.2001.126董明明，孙万蓉，陈梓馥，程璐璐，王政，贾海龙.基于RTU油井远程测控系 统的数据采集与传输层软件设计.【期刊】物联网技术.2012.27.8Ahmed,M.M.Soo, W.L. Univ, Teknikal Malaysia, Ayer keroh. SACAD based customized RTU for dist