摘要倒立摆系统是一个随时间变化的高阶系统,而且它比较复杂、非线性、并且不稳定。许多控制领域中的经典问题如线性问题、鲁棒性问题、随动问题等都可以通过倒立摆系统的研究有效反应出来。因此,我们认为倒立摆系统是现代控制理论研究的理想实验设备中的一种。
本课题利用牛顿-欧拉法对直线一级倒立摆小车及摆杆建模,推导出倒立摆系统的状态空间方程级输出方程,导出其输出函数。然后根据给定的控制性能要求和传递函数模型,在matlab平台上设计直线倒立摆控制系统,给出校正装置或控制器的传递函数模型。首先利用PID算法对倒立摆进行平衡控制。PID算法可以帮助我们进行数据的采集,以及控制量的计算与输出,并且对直线一级倒立摆系统的开始摆动与稳定摆动进行控制,并可以显示输出的数据、曲线。20775
最后对本课题所做的工作总结,并对今后倒立摆的下一步研究工作进行展望,为将来控制系统研究及实验开发提供一个有力的工具。
关键词:  直线一级倒立摆  PID算法  建模   实时仿真
毕业论文设计说明书(论文)外文摘要
Title    the analong simulation design of an inverted pendulum                     
         Abstract
Inverted pendulum system is a complex , nonlinear, unstable , and time-depengent high order system . Lots of control problems , such as linear problems , robustness problems , and the follow-up problems can be effectively reflected by the inverted pendulum system. Thus , the inverted pendulum system is an ideal laboratory equipment in the modern control theory .
This topic using Newton - Euler method modeling for the linear inverted pendulum and pendulum car and deriveds equation of state of the inverted pendulum system -level space output equation , derived its output functions. Then according to the given control performance requirements and transfer function model on matlab platform design linear inverted pendulum control system, device or controller gives the correct transfer function model . Inverted pendulum balance control partially achieved with PID algorithm. PID algorithm can be achieved through data collection, calculation and control the amount of output from the linear stage inverted pendulum swing of the pendulum and stability control , and can achieve the output data , the curve display.
Finally, a summary of the work done by the subject , and the inverted pendulum further research work carried Looking ahead, providing a powerful tool for future research and experimental development of control systems .
Keywords : Linear inverted pendulum  PID  Modeling simulation
目 录
1.1引言    1
1.2课题的背景及意义    1
1.3 国内外研究现状    1
1.4论文结构安排    3
2 直线一级倒立摆系统数学模型的建立及系统分析    4
2.1引言    4
2.2倒立摆模型描述    4
2.3直线一级倒立摆系统数学模型的建立    5
3 单级倒立摆的MATLAB仿真    11
3.1MATLAB仿真软件介绍    11
3.1.1 MATLAB的概述与特点    11
3.1.2 Simulink的概述    11
3.2倒立摆PID控制器的设计    12
3.2.1 PID控制算法简介    12
比例控制器(P调节)    13
积分控制器(I调节)    13
微分控制器(D调节)    13
3.2.2 直线一级倒立摆的PID控制器设计    14
上一篇:裸管整管紫外分辨率测试仪设计
下一篇:某运载火箭加注连接器执行机构设计

电动直线伺服加载系统结构设计与控制研究

仿生机器鱼空间尾摆控制及结构优化设计

采用曲柄滑块机构的手持...

自由活塞发动机用20KW直线...

SoildWorks平面连杆的空间运...

主动悬架用电磁直线作动器试验台架设计

ADAMS双摆臂油气悬架设计

公寓空调设计任务书

承德市事业单位档案管理...

AT89C52单片机的超声波测距...

医院财务风险因素分析及管理措施【2367字】

中国学术生态细节考察《...

神经外科重症监护病房患...

志愿者活动的调查问卷表

10万元能开儿童乐园吗,我...

国内外图像分割技术研究现状

C#学校科研管理系统的设计