二维单倒立摆的拟人控制方法及稳定性

"拟人控制二维单倒立摆 (2002年) - 北京航空航天大学自动化学院" 本文是2002年由张明廉、孙昌龄和杨亚炜在《控制与决策》期刊上发表的一篇自然科学论文，探讨了采用拟人控制策略来稳定二维单级倒立摆的问题。倒立摆是一种复杂动态系统，通常在物理实验和机器人领域被用作测试控制理论的平台。二维单倒立摆比一维更具挑战性，因为它在两个平面上都需要保持平衡。 拟人控制是一种模仿人类控制行为的控制策略，它不依赖于精确的数学模型，也不受线性化假设的限制。在本研究中，作者利用这种思想构建了一种非线性控制律，通过定义反馈系数之间的相对关系，以适应倒立摆系统的动态特性。关键创新在于通过在线调试将定性的控制策略转化为可执行的量化控制，这使得系统能够实时调整并成功地保持倒立摆的稳定性。 与传统的控制系统设计相比，拟人控制的优势在于其灵活性和模型独立性。传统的控制方法往往基于严格的数学模型，而拟人控制则能应对模型不确定性。另一方面，与模糊控制相比，拟人控制不需要人类专家对被控对象的直接操作经验，简化了控制策略的设计过程。模糊控制通常需要基于人类专家的知识来建立规则库，而拟人控制则更侧重于模拟人类直观的控制行为。 该论文指出，由拟人控制方法设计的控制系统表现出很强的鲁棒性，即对系统参数变化或外部干扰具有良好的适应性。这一成果对于理解和应用非线性控制理论，以及在实际工程问题中解决复杂动态系统的控制具有重要意义。同时，这也为未来进一步研究更复杂的倒立摆系统或类似问题提供了新的思路。 关键词包括：拟人控制、广义归约、二维倒立摆。根据中国图书馆分类法，该文属于TP273.5类别，即自动控制。文献标识码A表明这是一篇原创性科研论文。这篇文章展示了拟人控制在解决实际工程问题中的潜力和有效性，特别是在处理非线性和不确定性问题时的独特优势。