基于偏差函數(shù)的倒立擺起擺策略研究的開(kāi)題報(bào)告

基于偏差函數(shù)的倒立擺起擺策略研究的開(kāi)題報(bào)告一、研究背景倒立擺是控制理論和機(jī)器人技術(shù)中的一個(gè)經(jīng)典問(wèn)題，也是研究非線性系統(tǒng)控制問(wèn)題的重要對(duì)象。倒立擺能夠?qū)ふ业胶芏鄬?shí)際工程問(wèn)題的應(yīng)用，如飛機(jī)、直升機(jī)的姿態(tài)控制、坦克的精確安全控制等。因此，對(duì)于倒立擺控制問(wèn)題的研究一直是研究控制領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。傳統(tǒng)的倒立擺控制方法使用的是PID控制器，在實(shí)際應(yīng)用中存在較大的局限性。相比之下，基于偏差函數(shù)的控制方法能夠更好地應(yīng)對(duì)非線性系統(tǒng)控制問(wèn)題，被廣泛應(yīng)用于倒立擺控制問(wèn)題中。二、研究目的和意義本次研究旨在進(jìn)一步深入探究基于偏差函數(shù)的控制方法在倒立擺控制領(lǐng)域的應(yīng)用，提出一種基于偏差函數(shù)的起擺策略，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本研究的意義在于，一方面，基于偏差函數(shù)的倒立擺起擺策略有望在實(shí)際應(yīng)用中提高控制精度，從而更好地應(yīng)對(duì)非線性系統(tǒng)控制問(wèn)題；另一方面，通過(guò)本研究的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，有望對(duì)未來(lái)倒立擺控制領(lǐng)域的研究提供更加科學(xué)和有效的控制策略。三、研究?jī)?nèi)容和方法1.倒立擺系統(tǒng)建模和控制理論分析本研究將建立倒立擺系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)傳統(tǒng)的PID控制方法和基于偏差函數(shù)的控制方法進(jìn)行理論分析和比較研究，以確定研究方向和方法。2.基于偏差函數(shù)的倒立擺起擺策略設(shè)計(jì)在倒立擺系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，本研究將設(shè)計(jì)一種基于偏差函數(shù)的起擺策略，結(jié)合PID控制方法和多項(xiàng)式規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)精確控制。3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析通過(guò)對(duì)基于偏差函數(shù)的起擺策略的仿真實(shí)驗(yàn)和物理實(shí)驗(yàn)，對(duì)比分析其與傳統(tǒng)PID控制方法的控制效果，得出結(jié)論并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。四、預(yù)期結(jié)果通過(guò)本研究，預(yù)期得到以下結(jié)果：1.建立倒立擺系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，分析傳統(tǒng)的PID控制方法和基于偏差函數(shù)的控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)；2.提出一種基于偏差函數(shù)的起擺策略，并實(shí)現(xiàn)控制精度的提升；3.通過(guò)對(duì)基于偏差函數(shù)的起擺策略的仿真實(shí)驗(yàn)和物理實(shí)驗(yàn)，分析其與傳統(tǒng)PID控制方法的控制效果，得出結(jié)論并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。五、研究進(jìn)度安排1.研究背景及相關(guān)技術(shù)調(diào)研（1周）；2.倒立擺系統(tǒng)建模和控制理論分析（2周）；3.基于偏差函數(shù)的倒立擺起擺策略設(shè)計(jì)（3周）；4.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析（4周）；5.論文撰寫和修改（2周）。六、參考文獻(xiàn)1.方潤(rùn)澤,沈慧,等.倒立擺運(yùn)動(dòng)控制研究[J].華僑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016(1):71-78.2.李婉伶,王雷,等.基于偏差函數(shù)的多元非線性系統(tǒng)魯棒自適應(yīng)控制策略[J].控制理論與應(yīng)用,2016,33(5):701-709.3.L.Li,Y.Wang,andX.Chen.Model‐freeadaptivecontrolwithbiasestimatorforarotaryinvertedpendulum.AsianJournalofControl,14(5):1222-1232,2012.4.Z.TrpkovskiandZ.Zivanovic.Controlstrategyforstabilizationofrotatinginvertedpendu