課程設(shè)計(jì)報(bào)告——基于雙閉環(huán)pid控制的一階倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(文件)
【正文】 n’)Axis([0 10 ])Title(‘﹨theta(t)and x(t) Response to a step input’)Gtext(‘﹨leftarrow x(t)’),gtext(‘﹨theta(t)﹨uparrow’)其中：F:[1]+(u[3])power(u[2],2) (u[3])cos(u[3]))∕((cos(u[3]),2))F1:(u[3])u[1]+(u[3])cos(u[3])power(u[2],2)6sin(u[3]))∕((u[3],2) ) 仿真結(jié)果圖7給出了仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從中可以看見，雙閉環(huán)PID控制方案是有效的?？梢姡O(shè)計(jì)的雙閉環(huán)PID控制在系統(tǒng)參數(shù)的一定變化范圍內(nèi)能有效地工作，保持?jǐn)[桿直立，并使小車有效定位，控制系統(tǒng)具有一定的魯棒性。例如：，只要將F和F1改為：F:(*u[1]+*sin(u[3])*power(u[2],2)*sin(u[3])*cos(u[3]))/(*power(cos(u[3]),2))F1:(*cos(u[3])u[1]+*sin(u[3])cos(u[3])*power(u[2],2)*sin(u[3]))/(*power(u[3],2))仿真結(jié)果如圖： 從仿真結(jié)果可見，控制系統(tǒng)仍能有效地控制并保證倒擺直立，并使小車移動(dòng)到指定位置，系統(tǒng)有效。grid onxlabel(‘Time’)ylabel(‘Angle evolution’)anis([0 10 ])annet=anes(‘Position’,get(gca,’Position’),... ‘XaxisLocation’,’bottom’,.. ‘YaxisLocation’,’right’,’color’,’none’,… ‘XColor’,’k’,’YColor’,’k’)。系統(tǒng)仿真繪制子程序及仿真結(jié)果如下： 畫子程序﹪ Inverted PID﹪Singnals recuperation﹪Load T=signals(1,:)。則系統(tǒng)開環(huán)傳函為：再由“典型Ⅱ型”系統(tǒng)Bode圖特性（）知：則： 有以上可求出外環(huán)調(diào)節(jié)器的兩個(gè)參數(shù)：，這樣得到完整的系統(tǒng)仿真 結(jié)構(gòu)圖。(一）.系統(tǒng)外環(huán)模型的降階 （1）對(duì)內(nèi)環(huán)等效閉環(huán)傳遞函數(shù)的近似處理 由（1）得：：由（2）得：（2）對(duì)象模型G1(s)的近似處理 （4）有（3）得 有（4）得經(jīng)上述處理后，系統(tǒng)被簡(jiǎn)化為： 近似條件為你： .控制器的設(shè)計(jì)圖5給出了系統(tǒng)外環(huán)前向通道上傳函的等效過程，從最終的簡(jiǎn)化模型上不難看出，這是一個(gè)二階系統(tǒng)；鑒于一階倒立擺位置伺服控制系統(tǒng)對(duì)抗干擾性能與跟隨性能的要求（對(duì)擺桿長(zhǎng)度、質(zhì)量的變化應(yīng)具有一定的抑制能力，同時(shí)可使小車有效定位），可以將外環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成典型二型的結(jié)構(gòu)形式。The response of the step siggals(100%)39。hf=line(t,x(:))。這樣可以求出內(nèi)環(huán)的傳遞函數(shù)為： 解得： 系統(tǒng)內(nèi)環(huán)傳遞函數(shù)為：三）.系統(tǒng)內(nèi)環(huán)的
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