單級(jí)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(jī)構(gòu)或裝置，使系統(tǒng)整個(gè)特性發(fā)生變化，從而滿足給定的各項(xiàng)性能指標(biāo)。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(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的有效控制。因此，在工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中，廣泛使用PID控制器。手動(dòng)/自動(dòng)單元③在“自動(dòng)A位置時(shí)，將PID單元的輸出信號(hào) 送入工業(yè)過(guò)程，此時(shí)工業(yè)過(guò)程在閉環(huán)中受到控制；而在“手動(dòng)M位置時(shí)，把用戶直接在控制器上調(diào)整手動(dòng)輸出信號(hào) 送至工業(yè)過(guò)程，于是系統(tǒng)采用開(kāi)環(huán)控制方式。本課題將采用PID控制法為系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(yīng)為圖8）： 20 s^2 + 20 s + 20 s^3 + 23 s^2 + 25 s + 20 圖8本實(shí)驗(yàn)采用MATLAB軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證了PID控制器中各個(gè)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能的影響，在大量的仿真結(jié)果中進(jìn)行比較和挑選，同時(shí)根據(jù)調(diào)節(jié)時(shí)間3s的設(shè)計(jì)要求，最后確定PID控制器的各參數(shù)值，通過(guò)MATLAB軟件的仿真可知，單級(jí)倒立擺的經(jīng)典控制可以實(shí)現(xiàn)。它是檢驗(yàn)各種控制理論和方法的有效性的著名實(shí)驗(yàn)裝置，作為一個(gè)高階、非線性、不穩(wěn)定系統(tǒng)，倒立擺的穩(wěn)定控制相當(dāng)困難，對(duì)該領(lǐng)域的學(xué)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的難題。s39。如，通過(guò)下面的MATLAB程序即可獲得G (s)的單位階躍響應(yīng)及極零點(diǎn)分布。由于系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)主要是由它的極點(diǎn)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(dòng)態(tài)性能。 PID控制器原理性結(jié)構(gòu) 實(shí)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(guò)程的測(cè)量量c，以及控
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