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中文题名:

 空间二级倒立摆的仿真模拟    

姓名:

 李博    

保密级别:

 公开    

学科代码:

 071201    

学科专业:

 统计学    

学生类型:

 学士    

学位:

 理学学士    

学位年度:

 2011    

学校:

 北京师范大学    

校区:

 北京校区培养    

学院:

 数学科学学院    

第一导师姓名:

 王加银    

提交日期:

 2011-06-13    

答辩日期:

 2011-05-16    

外文题名:

 The Simulation of A Spatial Secondary Inverted Pendulum    

中文关键词:

 平面二级倒立摆 ; ; 拉格朗日方程 ; ; 线性二次最优控制 ; ; 权矩阵 ; ; 遗传算法    

中文摘要:
本文的主要工作是对于基于XY丝杠平台的平面二级倒立摆进行动力学分析,建立了系统状态空间方程。由于方程具有很强的非线性和耦合性,将其在平衡位置附近做近似线性化得到线性方程。在分析了系统的可控性之后,采用线性二次最优LQR方法设计控制器。通过仿真模拟,实现了系统的稳定控制,有较好鲁棒性。随后,详细研究了影响LQR方法控制结果的因素,发现主要问题是权矩阵的选择方式。因此提出使用遗传算法进行优化的思路。遗传算法的引入避免了原有试凑法导致的盲目和不精确,通过遗传进化的机理,逐步对两个权矩阵做调整,完成优选过程。最后再次通过仿真模拟,发现经过优化的权矩阵相比原来随机选取的矩阵,使系统响应速度得以提高,稳定性加强,说明遗传算法引入是合理的、有效的。
插图总数:

 0    

插表总数:

 0    

馆藏号:

 本071601/1104    

开放日期:

 2011-06-13    

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