1. 毕业设计（论文）的内容和要求

倒立摆系统是一个具有欠驱动、强耦合、非线性的控制对象，常作为控制算法验证的实验平台，并将其控制原理应用于航天、机器人、平衡车等领域。

作为一级倒立摆的一种，旋转倒立摆的控制主要包括起摆控制、平衡控制和轨迹跟踪控制，最终的目标是实现倒立摆摆杆稳定平衡状态下的精确轨迹跟踪。

当今工业控制过程常采用pid控制，因其结构简单、鲁棒性强等特点，在传统的控制系统中能够表现出不错的控制性能。

2. 参考文献

文献查询关键词： 倒立摆、智能算法、PID 书籍： 1. 郁磊. MATLAB智能算法30个案例分析[M]. 北京航空航天大学出版社, 2015. 2. 孙忠潇. Simulink仿真及代码生成技术入门到精通[M]. 北京航空航天大学出版社, 2015. 3. 闫茂德, 高昂, 胡延苏. 现代控制理论[M]. 机械工业出版社, 2016. 文献： [1] 贺占武, 贺敏佳, 刘爽. 非线性旋转倒立摆智能控制的实验研究[J]. 机械设计与制造, 2009(8):117-119. [2] 张飞舟, 范跃祖, 沈程智,等. 利用云模型实现智能控制倒立摆[J]. 控 制理论与应用, 2000, 17(4):519-523. [3]于丁文, 金伟, 胡晗,等. 一种倒立摆的控制方案[J]. 仪器仪表学报, 2005, 26(s2):648-650. [4]陈健, 张持健. 三级倒立摆的LQR方法优化参数控制[J]. 计算机工程与应用, 2009, 45(29):245-248. [5] 谢宗安, 张滔. 进化神经网络在倒立摆控制中的应用[J]. 计算机仿真, 2006, 23(5):297-299. [6] 张霞, 张宁宁, 金元郁. 非线性倒立摆系统的起摆和稳摆控制[J]. 控制工程, 2006(s2):44-46. [7] 祁虔, 李祖枢, 谭智,等. 基于卡尔曼滤波的倒立摆控制系统噪声抑制[J]. 控制与决策, 2010, 25(8):1144-1148. [8] 刘丽. 基于柔性逻辑的智能控制器设计与仿真[J]. 计算机仿真, 2012, 29(2):180-183. [9] 石晓荣, 张明廉. 一种基于神经网络和遗传算法的拟人智能控制方法[J]. 系统仿真学报, 2004, 16(8):1835-1838. [10] 祁虔, 李祖枢, 谭智,等. 模糊九点控制器及其在倒立摆系统中的应用[J]. 仪器仪表学报, 2010, 31(6):1249-1254. [11] 廖道争, 张明廉. 一类非线性系统的鲁棒拟人智能控制[J]. 北京航空航天大学学报, 2006, 32(7):793-796. [12] 李凤云, 严德昆. 免疫优化神经网络对倒立摆的控制[J]. 控制工程, 2008(s1):126-127. [13] 彭勇, 陈俞强. 改进蛙跳算法的 LQR 控制器的优化设计[J]. 智能系统学报, 2014(4):480-484. [14]孙红兵, 李生权. 基于混沌最优控制的二级倒立摆的实验研究[J]. 机械设计与制造, 2010(9):210-212. [15] Jadlovsk#225; S, Sarnovsky J. A complex overview of the rotary single inverted pendulum system[C]. Elektro. IEEE, 2012:305-310. [16] Sharma S, Kumar V, Kumar R. Supervised Online Adaptive Control of Inverted Pendulum System Using ADALINE Artificial Neural Network with Varying System Parameters and External Disturbance[J]. International Journal of Intelligent Systems Applications, 2012, 4(8). [17] Liao W, Liu Z, Wen S, et al. Fractional PID based stability control for a single link rotary inverted pendulum[C].International Conference on Advanced Mechatronic Systems. IEEE, 2015:562-566. [18] Aguilaravelar C, Morenovalenzuela J. A composite controller for trajectory tracking applied to the Furuta pendulum.[J]. Isa Trans, 2015, 57:286-294. [19]Aguilar Avelar C, Moreno Valenzuela J.NEW feedback Linearization-Based Control for Arm Trajectory Tracking of the Furuta Pendulum[J].IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2016, 21(2):638-648. [20] Chen Y F, Huang A C. Adaptive control of rotary inverted pendulum system with time-varying uncertainties[J]. Nonlinear Dynamics, 2013, 76(1):95-102.

3. 毕业设计（论文）进程安排

起讫日期 设计（论文）各阶段工作内容 备 注 第1-4周 相关文献的查阅、收集，调研 第5-7周 完成倒立摆动力学建模和控制系统建模 第8周 撰写文献综述，完成开题报告，确定智能算法 第9周 完成控制算法仿真 第10-11周 完成智能PID的设计和仿真 第12-13周 编写倒立摆控制实验程序 第14-16周 完成论文的撰写 第17周 答辩