單級倒立擺經(jīng)典控制系統(tǒng)(文件)
【正文】 倒立擺控制系統(tǒng)原理 所謂校正，就是在系統(tǒng)中加入一些其參數(shù)可以根據(jù)需要而改變的機構(gòu)或裝置，使系統(tǒng)整個特性發(fā)生變化，從而滿足給定的各項性能指標。包含校正裝置在內(nèi)的控制器，常常采用比例、微分、積分等基本控制規(guī)律，或者采用這些基本控制規(guī)律的某種組合，如比例－微分、比例－積分、比例－積分－微分等組合控制規(guī)律，以實現(xiàn)對被控對象的有效控制。因此，在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，廣泛使用PID控制器。手動/自動單元③在“自動A位置時，將PID單元的輸出信號 送入工業(yè)過程，此時工業(yè)過程在閉環(huán)中受到控制；而在“手動M位置時，把用戶直接在控制器上調(diào)整手動輸出信號 送至工業(yè)過程，于是系統(tǒng)采用開環(huán)控制方式。本課題將采用PID控制法為系統(tǒng)設(shè)計控制器。 則系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為（系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù) 的單位階躍響應為圖8）： 20 s^2 + 20 s + 20 s^3 + 23 s^2 + 25 s + 20 圖8本實驗采用MATLAB軟件進行仿真實驗，進一步驗證了PID控制器中各個參數(shù)對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動態(tài)性能的影響，在大量的仿真結(jié)果中進行比較和挑選，同時根據(jù)調(diào)節(jié)時間3s的設(shè)計要求，最后確定PID控制器的各參數(shù)值，通過MATLAB軟件的仿真可知，單級倒立擺的經(jīng)典控制可以實現(xiàn)。它是檢驗各種控制理論和方法的有效性的著名實驗裝置，作為一個高階、非線性、不穩(wěn)定系統(tǒng)，倒立擺的穩(wěn)定控制相當困難，對該領(lǐng)域的學者來說是一個極具挑戰(zhàn)性的難題。s39。如，通過下面的MATLAB程序即可獲得G (s)的單位階躍響應及極零點分布。由于系統(tǒng)的動態(tài)響應主要是由它的極點位置決定的，而假如系統(tǒng)是狀態(tài)完全能控的，即可使系統(tǒng)得到良好的動態(tài)性能。 PID控制器原理性結(jié)構(gòu) 實用PID控制器的傳遞函數(shù)可以表示為 PID單元的原理電路如圖7所示。圖中，給定值單元①接收工業(yè)控制過程的測量量c，以及控
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