直線一級(jí)倒立擺控制詳細(xì)報(bào)告-文庫(kù)吧
2025-07-07 17:02 本頁(yè)面
【正文】 小車(chē)位移x的傳遞函數(shù)。由于擺角與垂直向上方向夾角為0時(shí)為平衡狀態(tài)，故擺角的理想輸出值應(yīng)為R（S）=0。3. 建模過(guò)程： 如圖3所示，對(duì)小車(chē)及擺桿進(jìn)行受力分析，得到以下平衡方程：對(duì)小車(chē)有： 對(duì)擺桿有：轉(zhuǎn)矩：為使擺桿直立，需使θ?1，則有，線性化（2）（3）（4）方程得：由（1）（5）（6）（7）（8）式聯(lián)立解得：對(duì)（9）（10）兩式進(jìn)行拉式變換，得：傳遞函數(shù)：將數(shù)值帶入后得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù)： 四、應(yīng)用 Simulink建立仿真模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)1．控制系統(tǒng)的simulink仿真結(jié)構(gòu)圖及仿真結(jié)果其中 PID控制器的傳遞函數(shù)參數(shù)的初步范圍可以由勞斯判據(jù)確定，具體過(guò)程如下：設(shè)PID控制器的傳遞函數(shù)為 ，則以為輸出量的系統(tǒng)特征方程為整理得通過(guò)勞斯判據(jù)可以確定，若使系統(tǒng)穩(wěn)定，則有通過(guò)模擬系統(tǒng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)PID各個(gè)參數(shù)的作用進(jìn)行數(shù)值調(diào)整，得到使系統(tǒng)滿足要求的PID控制器的傳遞函數(shù)為：2. 系統(tǒng)響應(yīng)曲線在單位階躍輸入下，（t）的響應(yīng)曲線為：從該響應(yīng)曲線可以看出，此時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定時(shí)間小于10s，且擺桿的擺幅小于2度，滿足控制要求。 當(dāng)有的擾動(dòng)時(shí)，（t）的響應(yīng)曲線為：此時(shí)，擺桿的穩(wěn)定時(shí)間小于3s，滿足控制要求。（t）的響應(yīng)曲線 在單位脈沖（脈寬）輸入下，（t）的響應(yīng)曲線為：
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