基于MATLAB/Simulink的模糊控制直线倒立摆系统设计与仿真

资 源 简 介

本项目利用MATLAB建立一级直线倒立摆数学模型，设计模糊控制器实现平衡控制，通过Simulink搭建仿真平台并开发实时控制界面，支持参数动态调节，适用于控制理论与仿真的教学与研究。

详 情 说 明

基于模糊控制的一级直线倒立摆系统设计与仿真

项目介绍

本项目针对一级直线倒立摆系统，设计并实现了一套基于模糊控制的平衡控制解决方案。项目通过建立精确的数学模型，结合模糊逻辑控制策略，在Simulink环境中构建了完整的仿真平台。系统能够实现倒立摆的稳定平衡控制，并提供实时控制界面、参数调节、稳定性分析及性能评估等功能，为控制算法研究提供直观、高效的仿真环境。

功能特性

• 系统建模：建立包含摆杆动力学和电机驱动的一级倒立摆数学模型
• 模糊控制：设计模糊控制器，实现倒立摆的平衡控制，支持PID辅助控制
• 仿真平台：基于Simulink搭建系统仿真平台，支持多种仿真场景
• 实时控制界面：提供可视化控制界面，可实时调节模糊控制参数
• 稳定性分析：具备系统稳定性分析和控制性能评估功能
• 结果可视化：生成角度响应、位置跟踪等控制效果图表及三维控制面

使用方法

1. 设置系统物理参数（摆杆质量、长度、小车质量等）
2. 配置模糊控制器参数（隶属度函数、规则库等）
3. 设定倒立摆初始状态和控制目标参数
4. 调整仿真参数（时长、步长、扰动等）
5. 运行仿真，观察实时控制效果
6. 查看系统响应曲线和性能评估指标
7. 根据分析结果优化控制参数

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Simulink仿真环境
• Fuzzy Logic Toolbox（模糊逻辑工具箱）
• 推荐配置：4GB以上内存，Windows/Linux/MacOS系统

文件说明

主程序文件实现了项目的核心调度功能，包括系统参数初始化、模糊控制器配置、仿真模型调用、实时数据显示与记录、控制效果可视化生成以及稳定性分析报告的输出。该文件作为整个项目的控制中心，协调各模块协同工作，确保仿真流程的完整执行。