Стабилизация математического маятника с основанием на колесе с помощью нечеткого алгоритма управления

Аннотация

Излагается задача стабилизации верхнего положения равновесия перевернутого однозвенного маятника на колесе. Маятник расположен на горизонтальной плоскости и на него действуют внешние силы. Исследуется механика движения маятника на колесе. Строится математическая модель. Производится вывод уравнений движения системы. Приводятся используемые методы обработки нечетких правил. Рассматривается задача о компьютерном моделировании механизма с помощью пакета программ моделирования физических законов. Описывается итоговая программа, которая производит построение визуализации механизма, позволяет изменять начальные параметры системы, предоставляет возможность интерактивно создавать и изменять внешние возмущения. Исследуется задача управления моделью с помощью системы нечетких правил. Приводится использованная система правил, позволяющая стабилизировать верхнее неустойчивое положение маятника. Производится анализ полученной системы управления модели. Рассматривается особый случай поведения механизма, в котором система схожа с моделью руки человека, вертикально поднятой вверх.