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File metadata and controls

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Inverted-pendulum

基于神经网络的一阶倒立摆控制

介绍

  • 两个模型均采用传统LQR控制器控制一阶倒立摆,为了体会学习神经网络的数据拟合能力,使用BP、RBF神经网络代替LQR控制器,实现对一阶倒立摆的控制效果
  • 模型来自万能的Github,个人部分:将神经网络代替LQR控制器,实现控制效果

Modle1

Modle1基于Matlab的SimMechanics工具箱,建立一阶倒立摆的物理仿真模型,模拟真实倒立摆的受力情况

Initial

  • 运行“dlb_DataFile.m”文件,为仿真模型提供初始化参数设置

  • 运行“dlb_fangzhen.slx”文件(已调参),采集LQR控制器对应的“4输入-1输出数据”

    • 4输入:位置、速度、角度、角速度
    • 1输出:加速度

Process

  • 将保存在工作区的数据以“.mat”的文件格式保存到“File”文件夹
  • 运行“BP.m”代码,拟合训练BP神经网络,并生成可供Simulink调用的网络模块
  • 替换原有的LQR控制器,再次运行文件,观看倒立摆的摆动幅度、稳定时间

Modle2

Modle2基于纯数学模型,给定倒立摆的初始状态,公式分析了后续的运动状态,演示效果不如Modle1

Initial

  • 运行“main_lip1.m”文件,仿真,采集数据

Process

  • 同Molde1,不过没有File文件夹,可把数据直接保存在模型同级目录下

Tips

  • Modle1的倒立摆演示:原模型倒立摆杆头朝下,可以点击红色框框区域加以变动

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  • 个人Matlab版本:Matlab2020b(有可能出现版本不同无法运行的情况)

  • Modle1更改摆杆初始角度

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