【正文】 0 . 6 k g=M，0 . 2 k g=m 2 ??。 設(shè)置預期的極點為 ippp ,692 * 4,3*2*1 ??????? 。 計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計方案（硬件、軟件） （ 1） 硬件 設(shè)計方案 在 硬件方面， 倒立擺系統(tǒng)由直流穩(wěn)壓電源、檢測電路、變換放大電路、導軌和工作臺組成。由于該接口板提供 32 路 A/D 輸入通道，在本次實驗中，只選用了六路 A/D 通道。 /*低 8 位的高 4 位和低 4 位互換 */ outportb(0x315,newlo)。 data=r0x800。 圖 計算機控制 倒立擺電路原理圖 系統(tǒng)調(diào)試 本裝置在拆開包裝箱后，應檢查元件有無損壞現(xiàn)象 .將實驗裝置安放在工作地點之后，把支承桿放在工作臺板面 中間位置，并固定好，然后將小車及擺移到導軌的中間并用支撐桿上的鉤簧勾住上擺，使上、下擺吊直 (處于鉛垂位置 )。 實驗步驟 為： （ 1） 將撥動開關(guān) T1 及 T4 撥向“電橋調(diào)零”處，以便進行零位調(diào)節(jié)， T2 和 T3 撥向“運放調(diào)零”處。觀察倒立擺的調(diào)節(jié)時間和抗干擾性。在這個平臺上可以實驗并調(diào)節(jié)各種控制方法。gm, )。 line(x0,y0+l,x0,y0l)。 line(x0+303,y2,x0+301,y25)。 if(j==(int)j) outtextxy(i1,y0,s)。 北京航空航天大學設(shè)計 (論文 ) 第 25 頁 if(j==(int)j) outtextxy(i1,y2,s)。 sprintf(s,%,i)。amp。j=y3+l8。 outtextxy(x0+5,y355,carposition)。 outtextxy(383,360,plenty of contributions it made)。 /*printf(換后低八位 :%x\n,(unsigned int)newlo)。 /*ad=r1/0x8001。 zx1=zx1+1。 x3=(adzh(14)/) 。 line(tt,d[0],50+(int)(30*t),y3(int)ri)。 cx2=cx+60*sin(c)。 北京航空航天大學設(shè)計 (論文 ) 第 32 頁 } tt=50+(int)(30*t)。 outportb(0x21,inportb(0x21)amp。 } } } closegr()。 outportb(0x31b,0xb6)。 } else { setfillstyle(SOLID_FILL,0)。 setlinestyle(0,0,3)。 /*zx1=x1,zx3=x3。 /*x2=200*(x1zx1)。 rectangle(cx4,174,cx+4,180)。i++)。*/ newhi=(int)(hi)%16*16+(unsigned int)hi/16。 outtextxy(383,280,for tesing that we create)。 settextstyle(4,0,1)。amp。 sprintf(s,%,i)。j=y0+l8。i=i+15) { setcolor(BLUE)。i=i+15) { setcolor(BLUE)。/*畫橫坐標與 箭頭 */ line(x0,y2+l,50,y2l)。 line(410,180,610,180)。 void initgr(void) /* BGI 初始化 */ { int gd = DETECT, gm = 0。 重新開啟系統(tǒng)，在系統(tǒng)穩(wěn)定化，在小車位置上施加 的干擾，可得到系統(tǒng)的響應曲線如圖 所示。為此在功率放大器的輸出端裝上一個保險座（位于控制箱后蓋板上）將起到一定的保護作用。 小車，倒立擺 L1 位移輸出零位調(diào)整。 電路原理 如圖 所示。i1000。 /*低 8 位 */ hi=(xlo)/256。 該 AD/DA 板可將177?？梢园l(fā)現(xiàn)系統(tǒng)此時可以達到穩(wěn)定，且擺動角調(diào)節(jié)時間小于 1s，小車位移調(diào)節(jié)時間小于 2s，滿足設(shè)計要求。 在 Matlab 中利用 pole 函 數(shù) 求 出 原 系 統(tǒng) 的 極 點 可 得 ，0, ???? ppp 。 圖 計算機控制 倒立擺電路原理圖 北京航空航天大學設(shè)計 (論文 ) 第 4 頁 3 建立數(shù)學模型 單級倒立擺系統(tǒng)的建?？刹捎檬芰Ψ治龌?Lagrange 方程建立得到。 北 京 航 空 航 天 大 學 現(xiàn)代控制理論實驗 報告 倒立擺控制系統(tǒng) 學院名稱 專業(yè)方向 學 號 學生姓名 指導教師 日 期 目 錄 1 系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)及技術(shù)指標 ………………… ......…… ..… ..……… ..…… ..…………… .1 2 系統(tǒng)的組成和工作原理 …………… ........................… ..………… ..………………… ...2 系統(tǒng)的組成 ……………… ..………………… ..…………… ..………………… ..2 工作原理 ……………… .… .............................................… ...………………… ...2 3 建立數(shù)學模型 …… …………… ....................................……… ...…… ……………… ....4 4 系統(tǒng)設(shè)計與仿真 …… …… ..… ..................................………… ...…………………… ....7 系統(tǒng)靜態(tài)設(shè)計 ..…………… ..…………………………………………………… ..7 系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計 ..………… .… ...........................................… .…………………… ...7 系統(tǒng)仿真 ......……………… ..…………………………………………………… ..8 分析與結(jié)論 …… ......…… .… ...........................................… .…………………… ...9 5 計算機控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) …… …… ............……………… ...…………………… ....10 模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計方案 ....…………………………………………………… ..10 計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計方案（硬件、軟件） ..............… .…………………… ...10 實時控制軟件框圖 ..……… ..……………… …………………………………… ..11 數(shù)據(jù)采集與模擬量輸出 ...… ...........................................… .…………………… ...12 界面設(shè)計與實現(xiàn) ..……… .… ...........................................… .…………………… ...14 6 系統(tǒng)的組裝與調(diào)試 …… …………… ............................……… ...…………………… ....15 倒立擺實現(xiàn)電路 ..………… ..…………………………………………………… ..15 系統(tǒng)調(diào)試 ..……………… .… ...........................................… .…………………… ...16 系統(tǒng)性能分析與結(jié)論 ..…… ..…………………………………………………… ..18 7 收獲和體會 …… …………………… ...… .........................................………………… ...21 參考文獻 ………………………………………………………… ………………………… .21 附錄 ………………………………………………………………………………………… .22 北京航空航天大學設(shè)計 (論文 ) 第 1 頁 1 系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)及技術(shù)指標 設(shè)計任務(wù) 現(xiàn)代控制理論實驗設(shè)計任務(wù)為： （ 1）了解倒立擺系統(tǒng)的組成和工作原理。這 里采用受力分析方法建模。有一個極點分布在左半平面，系統(tǒng)不穩(wěn)定。同時，在仿真中， 對系統(tǒng)在第 10s 加入一個強度為 1 的擾動，系統(tǒng)在擾動后，經(jīng)短時間 的波動恢復穩(wěn)定，具有良好的抗干擾性。5 伏的電壓轉(zhuǎn)化為 12 位的數(shù)字信號，也可將 12 位的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為177。 /*高 8 位 */ newhi=hi%16*16+(int)hi/16。i++) p=inportb(0x312)%16。 圖 模擬控制 倒立擺電路原理圖 在進行計算機控制時， 系統(tǒng)的工作原理為，由檢測電位器測量出擺的偏轉(zhuǎn)角度 ? 以及小車位置 x，通過 A/D 采入計算機，經(jīng)過計算后輸出控制信號，經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換為模擬量，通過功率放大器放大后驅(qū)動伺服電機。在零位調(diào)整之前，一定要接上后蓋板上的插 北京航空航天大學設(shè)計 (論文 ) 第 17 頁 頭 P5。 系統(tǒng)性能分析與結(jié)論 （ 1）模擬控制 極性調(diào)整和零完成后，可通過旋鈕節(jié)相關(guān)參數(shù)，使倒立擺處于穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)響應可知，小車的位置穩(wěn)定在 。 /* 和 gd = VGA,gm = VGAHI 是同樣效果 */ registerbgidriver(EGAVGA_driver)。 setlinestyle(0,0,2)。 line(x0,y2l,x05,y2l+5)。 line(i,y0l+10,i,y0+l10)。 line(i,y2l+10,i,y2+l10)。j=j+8) { setcolor(BLUE)。 xs=10*i。(xszs))||(xszs))