單級倒立擺經典控制系統(tǒng)-全文預覽
【正文】 制裝置的給定值 。通常，應使I部分發(fā)生在系統(tǒng)頻率特性的低頻段，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能；而使D部分發(fā)生在系統(tǒng)頻率特性的中頻段，以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。這種組合具有三種基本控制規(guī)律各自的特點，其運動方程為 當利用PID控制器進行串聯(lián)校正時，除可使系統(tǒng)的型別提高一級外，還將提供兩個負實零點。根據(jù)被控對象及技術指標要求這里采用串聯(lián)校正。 中間變量不易相消。 圖4 控制力u作用于小車上。②可忽略擺與載體，載體與外界的摩擦，即忽略擺軸、輪軸、輪與接觸面之間的摩擦力等。 單級倒立擺系統(tǒng)的原理圖 圖中u是施加于小車的水平方向的作用力，x是小車的位移，θ是擺的傾斜角。本文主要分析由直流電機驅動的小車—倒立擺系統(tǒng)。故適合用數(shù)學工具進行理論推倒。主要用于系統(tǒng)運動機理復雜因而不便分析或不可能分析的情況。從日常生活中所見到的任何重心在上、也是支點在下的控制問題，到空間飛行器和各類伺服云臺的穩(wěn)定，都和倒立擺系統(tǒng)的穩(wěn)定控制有很大相似性，故對其穩(wěn)定控制在實際中有很多用場，如海上鉆井平臺的穩(wěn)定控制、衛(wèi)星發(fā)射架的穩(wěn)定控制、火箭姿態(tài)控制、飛機安全著陸、化工過程控制等。在復雜的倒立擺系統(tǒng)中，擺桿長度和質量均可變化。至二戰(zhàn)結束時，經典控制理論形成以傳遞函數(shù)為基礎的理論體系，主要研究單輸入單輸出、線性定常系統(tǒng)的分析問題。早期最有代表性的自動控制系統(tǒng)是18世紀的蒸汽機調速器。 關鍵詞：單級倒立擺；經典控制；數(shù)學模型；PID控制器；MATLAB 1緒論 自動控制理論是研究自動控制共同規(guī)律的技術科學。本文以經典控制理論為基礎，建立小車倒立擺系統(tǒng)的數(shù)學模型，使用PID控制法設計出確定參數(shù)(擺長和擺桿質量)下的控制器使系統(tǒng)穩(wěn)定，并利用MATLAB軟件進行仿真。 控制理論的發(fā)展，起于 “經典控制理論”。二戰(zhàn)期間，為設計和制造飛機及船用自動駕駛儀、火炮定位系統(tǒng)、雷達跟蹤系統(tǒng)及其他基于反饋原理的軍用裝備，促進了自動控制
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