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[发明专利]考虑状态约束和控制增益的倒立摆系统控制方法及系统-CN202110691975.3在审
发明人：牛奔;苏薇;张家鸣;王晓梅 -专利权人：山东师范大学
申请日： 2021-06-22 - 公布日： 2021-10-29 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本公开提供了一种考虑状态约束和控制增益的倒立摆系统控制方法及系统，所述方案包括：构建倒立摆系统的非线性模型，并将倒立摆系统的相关状态约束引入所述非线性模型；根据倒立摆系统控制目标以及倒立摆系统的结构，确定所述倒立摆系统的系统误差函数以及BLF函数；采用具有自适应律的径向基神经网络对所述倒立摆系统中的完全未知非线性函数进行逼近；并基于特定增益抑制不等式对所述系统误差函数进而优化求解，构建最优倒立摆系统控制器；基于所述最优倒立摆系统控制器，实现对所述倒立摆系统指定性能的自适应跟踪控制。
考虑状态约束控制增益倒立系统方法

[发明专利]倒立摆远程实验系统与方法-CN200910001095.8无效
发明人：王峻;赵世敏;李小兰 -专利权人：清华大学
申请日： 2009-01-22 - 公布日： 2009-06-24 - 主分类号： G06F19/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种倒立摆远程实验系统，包括倒立摆系统、实验系统服务器、远程用户计算机、网络系统和视频传输系统。网络系统用于连接远程用户计算机与实验系统服务器。实验系统服务器连接倒立摆系统，进行倒立摆系统的软件仿真和控制，并将仿真结果和倒立摆视频图像返回远程用户计算机。远程用户计算机通过实验系统服务器发送对倒立摆系统进行控制的控制命令，并显示从实验系统服务器接收的软件仿真结果和倒立摆实时控制状态的视频图像。视频传输系统与实验系统服务器连接，实时地拍摄倒立摆系统运行的视频图像，将所拍摄到的视频图像传输到远程用户计算机。该系统突破了传统实验的时间和空间限制，使有限的实验室资源得到最大限度的利用。
倒立远程实验系统方法

[实用新型]一种基于悬架机构的轮式倒立摆-CN201320657596.3有效
发明人：石祥;许哲;何青义;魏鹏;牟晓华 -专利权人：上海海洋大学
申请日： 2013-10-24 - 公布日： 2014-04-02 - 主分类号： G09B23/08 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种倒立摆系统，轮式倒立摆便是倒立摆系统中的一类。一种基于悬架机构的轮式倒立摆，包括摆臂、控制箱、支架、车轮、弹簧、底座和电机，摆臂、控制箱固定在支架上，电机与车轮相连，电机固定在底座上，底座与支架之间装有悬架机构，悬架机构由四个弹簧组成，弹簧在支架与底座之间通过螺栓螺母连接传统倒立摆系统中的摆臂只能在二维平面中摆动，但是基于悬架机构的轮式倒立摆，由于有悬架机构连接着底座与支架，因此摆臂能够在三维方向上摆动，并且遭遇崎岖路面时，具有很好的稳定性。
一种基于悬架机构轮式倒立

[实用新型]倒立摆棘轮复合式波浪能发电装置-CN201120102087.5无效
发明人：张福曦;沈文蕾;王世明;胡庆松;柏春祥;王永鼎 -专利权人：上海海洋大学;张福曦
申请日： 2011-04-08 - 公布日： 2012-01-18 - 主分类号： F03B13/14 文献下载
摘要：一种倒立摆棘轮复合式波浪能发电装置，包括波浪动能收集系统、传动系统和发电系统。动能收集系统由单级倒立摆构成，倒立摆摆头在上摆杆在下，摆杆末端开有轴孔，通过轴连接将倒立摆转矩传递给传动系统。传动系统由连接倒立摆摆杆的转轴、棘轮系统、摆动约束外壳组成。棘轮系统实现对倒立摆摆动的单向传动，分别带动两组发电系统，以实现发电系统单向连续工作。发电系统为两组不相干涉的发电机，其转轴分别与传动系统的两组棘轮系统转轴相连接，在倒立摆往复摆动下实现发电机的单向连续工作，此设计避免发电机在往复转动时，因其自身惯性造成的能量消耗、阻碍倒立摆摆动以及轴因交变应力引起的损坏
倒立棘轮复合波浪发电装置

[发明专利]倒立摆系统的动态平衡控制方法及智能平衡车控制系统-CN201510170148.4在审
发明人：伊文健;何孟军;詹迎霞;郑春祥 -专利权人：金华市伊凯动力科技有限公司
申请日： 2015-04-13 - 公布日： 2015-09-16 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：一种倒立摆系统的动态平衡控制方法及智能平衡车控制系统，属于倒立摆控制技术领域。智能平衡车控制系统包括电源系统，信号采集子系统，信号整理子系统，信号处理子系统，数据处理子系统。控制方法为：通过检测一系列传感器的信息，初始化倒立摆系统；缓存上一时刻信息精确值数据；通过信息采集单元，获取当前时刻的各传感器的信息采样值；进行初步数据处理，得到对于倒立摆系统的当前时刻信息采样值，并将对于倒立摆系统的当前时刻的信息采样值输入滤波处理单元进行后续处理本发明解决了基于倒立摆系统动态平衡控制方法的智能平衡车的状态信号的采集与处理的关键技术问题，提高整车智能化程度以及倒立摆系统的工作稳定性和可靠性。
倒立系统动态平衡控制方法智能平衡控制系统

[发明专利]一种倒立摆的降阶观测器设计方法-CN201611245424.X在审
发明人：李跃 -专利权人：德清尚唯机电科技有限公司
申请日： 2016-12-29 - 公布日： 2017-05-17 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明涉及倒立摆控制技术领域，具体涉及一种倒立摆的降阶观测器设计方法。该方法先获取所述倒立摆控制系统的运动微分方程组，并将其进行线性化处理后，得到被控对象的状态空间方程；在所述倒立摆控制系统中构造一个降阶观测器，将其用来观测倒立摆中不可直接测量得到的状态量；最后设计一个基于降阶观测器的反馈控制器使倒立摆控制系统镇定该方法不仅实现了对倒立摆控制系统中不可测状态量的观测，而且使观测器更有针对性，进一步降低了计算量和设计的复杂性，拓宽了观测器设计方法的思路。
一种倒立观测器设计方法

[发明专利]一种基于频域无参数辨识的倒立摆系统模型参数辨识方法-CN202110006003.6有效
发明人：孙庆;邹斯婷;杜大军 -专利权人：上海大学
申请日： 2021-01-05 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于视觉倒立摆系统的频域无参数估计的辨识方法，涉及了倒立摆系统的仿真涉及分析领域。有效利用输入输出带扰动噪声的单输入多输出函数模型，考虑倒立摆的稳定性，将倒立摆系统的模型辨识融入倒立摆控制策略设计中。包括以下步骤：首先利用倒立摆多输入多输出带扰动噪声建立仿真模型，确定模型阶次；根据倒立摆系统的性能和简单物理分析确定其输入，输出变量和待辨识的模型参数；考虑目标函数的优化复杂度，采用无参数法先计算输入输出噪声方差
一种基于频域无参数辨识倒立系统模型方法

[发明专利]一种基于时间自动机的一阶直线倒立摆控制方法及系统-CN201910185716.6在审
发明人：林利彬;张东波;秦昊;张昱;凌翔;刘智;杨瑞;魏千洲;张振宇;吴志鹏;王晓旭 -专利权人：广东省智能制造研究所
申请日： 2019-03-12 - 公布日： 2019-08-23 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开一种基于时间自动机的一阶直线倒立摆控制方法及系统，涉及一阶直线倒立摆控制技术领域，包括采用牛顿力学方法构建一阶直线倒立摆系统连续过程数学模型；利用时间自动机模态模型，将反映一阶直线倒立摆物理系统和信息系统的连续、离散过程以及控制逻辑，运行规则构建数学建模，获得基于时间自动机的一阶直线倒立摆混合系统模型；采集摆杆角度及小车位移；根据在先构建的基于时间自动机的一阶直线倒立摆混合系统模型，获得控制量控制电机，从而带动小车运动，使摆杆保持平衡；混合系统模型不仅可以起到准确描述建模对象的作用，更重要的是可将物理系统和信息系统联立建模并应用于分析和控制。
一阶倒立摆自动机混合系统构建物理系统信息系统摆杆控制技术领域倒立摆系统建模对象控制电机控制逻辑离散过程连续过程模态模型数学建模数学模型小车位移小车运动运行规则控制量建模采集平衡应用分析

[发明专利]一种无需物理参数的倒立摆自适应滑模控制方法-CN201210035926.5无效
发明人：刘奕宁;徐则林;刘金琨 -专利权人：北京国电蓝天节能科技开发有限公司
申请日： 2012-02-17 - 公布日： 2012-07-11 - 主分类号： G05B13/00 文献下载
摘要：本发明一种无需物理参数的倒立摆自适应滑模控制方法，它有六大步骤：步骤一：获取倒立摆系统模型信息；步骤二：获取倒立摆的输出信息；步骤三：将设计好的控制律，作为输入信号，输入到倒立摆系统中；步骤四：查看控制效果该控制方法不仅能够对倒立摆系统实现很好的稳定性控制，还能在倒立摆系统物理信息未知的情况下得到对应的控制律。本发明使得该控制方法能够具有更为广泛的实用性，它在控制理论技术领域里具有广阔地应用前景。
一种无需物理参数倒立自适应控制方法

[发明专利]非线性倒立摆系统基于事件触发策略的模糊控制方法-CN201810022971.4在审
发明人：苏晓杰;夏凤琴;刘鑫鑫;杨荣妮 -专利权人：重庆大学
申请日： 2018-01-10 - 公布日： 2018-04-17 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种非线性的倒立摆系统基于事件触发策略的模糊控制方法，包括步骤一、建立带有延迟谐振器的倒立摆系统的动态数学模型；步骤二、设定倒立摆系统的事件触发策略，构造带有延迟谐振器的倒立摆系统的模糊控制器；骤三、模糊控制器u(k)将控制指令经过事件触发机制发送给倒立摆系统的执行器，实现控制目标。本发明对系统参数和外部干扰的变化具有完全的鲁棒性，消除了抖振，保证系统具有较好的稳定性，又由于使用事件触发机制，使得倒立摆系统有效抑制了时变时滞特性、并且有效的减轻了通信负担，节省了带宽资源。
非线性倒立系统基于事件触发策略模糊控制方法

[发明专利]一种基于电磁效应的倒立摆系统-CN201110406839.1有效
发明人：阮晓钢;朱晓庆;彭奎;左国玉;龚道雄;李亚磊;王恺;侯旭阳;赵秉辉;高静欣;魏若岩;张蓉;张玉 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2011-12-08 - 公布日： 2012-06-27 - 主分类号： G09B25/02 文献下载
摘要：一种基于电磁效应的倒立摆系统，包括基座、转动连接轴、线圈、舵机、舵机连接杆、永磁体支架、永磁体、隔板、陀螺仪、加速度计、控制模块、电源模块、线圈绕组，线圈支架，基座把手。本倒立摆系统中控制本电磁倒立摆系统平衡的力是施加在倒立摆的上端的，且将电磁效应应用到倒立摆系统中，发明了一套应用电磁效应产生力来控制倒立摆系统的平衡的装置。本发明系统设计简单可靠，结构清晰明了，为独轮机器人侧向平衡等研究提供实验平台，该系统可在控制领域用来检验某种理论或方法的正确性与可行性，更重要的是该系统可以为独轮机器人的侧向平衡提供解决方案。
一种基于电磁效应倒立系统

[实用新型]一种基于电磁效应的倒立摆系统-CN201120509567.3有效
发明人：阮晓钢;朱晓庆;彭奎;左国玉;龚道雄;李亚磊;王恺;侯旭阳;赵秉辉;高静欣;魏若岩;张蓉;张玉 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2011-12-08 - 公布日： 2012-08-15 - 主分类号： G09B25/02 文献下载
摘要：一种基于电磁效应的倒立摆系统，包括基座、转动连接轴、线圈、舵机、舵机连接杆、永磁体支架、永磁体、隔板、陀螺仪、加速度计、控制模块、电源模块、线圈绕组，线圈支架，基座把手。本倒立摆系统中控制本电磁倒立摆系统平衡的力是施加在倒立摆的上端的，且将电磁效应应用到倒立摆系统中，发明了一套应用电磁效应产生力来控制倒立摆系统的平衡的装置。本实用新型系统设计简单可靠，结构清晰明了，为独轮机器人侧向平衡等研究提供实验平台，该系统可在控制领域用来检验某种理论或方法的正确性与可行性，更重要的是该系统可以为独轮机器人的侧向平衡提供解决方案。
一种基于电磁效应倒立系统

[发明专利]直线电机倒立摆-CN200810088904.9无效
发明人：赵建萍;周惠兴 -专利权人：赵建萍;周惠兴
申请日： 2008-04-03 - 公布日： 2008-10-15 - 主分类号： G09B25/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种倒立摆系统，特别涉及一种直线电机倒立摆，属于自动控制技术科研与教学实验装置的领域，提供一种结构简单、可靠性高、控制效果稳定的直线电机倒立摆，包括摆杆、电机驱动器及其控制系统，倒立摆杆通过转轴连接到底座上，底座直接固定在直线电机驱动平台上，底座一侧装有一级增量式角度编码器，另一侧与倒立摆杆一端的转轴螺纹连接，该系统具有位置和角度同时需要控制的特点，同时也克服了已有的旋转式倒立摆虽然简单但无直线位置反馈控制的缺点，是用于验证控制理论的实验平台，直线电机是一种新型动力机构，具有高速度、高精度、高加速度的直线电机来驱动倒立摆，结构简单合理，控制效果好；还可有四级或更多级形式的倒立摆。
直线电机倒立

[实用新型]直线电机倒立摆-CN200820107698.7无效
发明人：赵建萍;周惠兴 -专利权人：赵建萍;周惠兴
申请日： 2008-04-03 - 公布日： 2009-09-02 - 主分类号： G09B25/02 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种倒立摆系统，特别涉及一种直线电机倒立摆，属于自动控制技术科研与教学实验装置的领域，提供一种结构简单、可靠性高、控制效果稳定的直线电机倒立摆，包括摆杆、电机驱动器及其控制系统，倒立摆杆通过转轴连接到底座上，底座直接固定在直线电机驱动平台上，底座一侧装有一级增量式角度编码器，另一侧与倒立摆杆一端的转轴螺纹连接，该系统具有位置和角度同时需要控制的特点，同时也克服了已有的旋转式倒立摆虽然简单但无直线位置反馈控制的缺点，是用于验证控制理论的实验平台，直线电机是一种新型动力机构，具有高速度、高精度、高加速度的直线电机来驱动倒立摆，结构简单合理，控制效果好；还可有四级或更多级形式的倒立摆。
直线电机倒立

[发明专利]一种可以感知振动的倒立摆机电系统-CN201710298723.8在审
发明人：侯明;李擎 -专利权人：北京信息科技大学
申请日： 2017-05-02 - 公布日： 2017-08-18 - 主分类号： G09B23/18 文献下载
摘要：一种可以感知振动的倒立摆机电系统，采用单轴或多轴加速度计、陀螺仪测量摆杆一维或多维角度和角速度信息，同时能够测量倒立摆整体振动信息，采用集电环作为摆杆与驱动基座的机械电气连接部件，使得摆杆姿态测量单元的供电与信号输出线路简化，防止摆杆连续旋转，绞断信号及供电线路，还能减低电线硬度对摆杆自由旋转的阻碍。此种倒立摆系统可实现一维和二维的倒立摆系统，还可实现多级连接。
一种可以感知振动倒立机电系统

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