最優(yōu)控制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(編輯修改稿)
2024-08-16 02:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 饋控制器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4。圖中,R是施加在小車上的階躍輸入，四個(gè)狀態(tài)量，，分別代表小車位移、小車速度、擺桿位置和擺桿角速度，輸出包括小車位擺桿角度。設(shè)計(jì)控制器使得當(dāng)給系統(tǒng)施加一個(gè)階躍輸入時(shí)，擺桿會(huì)置和擺動(dòng)，然后仍然回到垂直位置，小車可以到達(dá)新的指定位置。煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚鍍齊鈞摟鰨饗。系統(tǒng)的開環(huán)極點(diǎn)可以用Matlab程序求出。開環(huán)極點(diǎn)為0，，可以看出，這說明開環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴縈詰聾諦鰭皚。假設(shè)全狀態(tài)反饋可以實(shí)現(xiàn)（四個(gè)狀態(tài)量都可測），找出確定反饋控制規(guī)律K。用Matlab中的lqr函數(shù)，可以得到最優(yōu)控制器對(duì)應(yīng)的K。lqr函數(shù)允許選擇兩個(gè)參數(shù)(R和Q)，這兩個(gè)參數(shù)用來平衡輸入量和狀態(tài)量。最簡單的情況是假設(shè)R=1，.當(dāng)然，也可以通過改變Q矩陣中的非調(diào)節(jié)控制器以得到期望的響應(yīng)?；[叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)櫧撻曉養(yǎng)鰲頓。圖4 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求同學(xué)們采用LQR控制算法，控制倒立擺擺動(dòng)至豎直狀態(tài)，并可以控制倒立擺左移和右移。實(shí)驗(yàn)中選擇擾動(dòng)的波形，及其頻率和幅值大小，注意先啟動(dòng)伺服，再起擺，記錄實(shí)驗(yàn)過程中的擺桿角度、擺桿角速度、連桿角位移和連桿角速度，并記錄實(shí)驗(yàn)過程中的波形。預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴買闥齙絀鰒現(xiàn)。4. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告請(qǐng)各指導(dǎo)老師登陸該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)了解具體實(shí)驗(yàn)方法，并指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)。學(xué)生結(jié)束實(shí)驗(yàn)后應(yīng)完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告并交給指導(dǎo)老師。其中實(shí)驗(yàn)報(bào)告的主要內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析與處理等。滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦鋇絨鈔陘鰍陸。實(shí)驗(yàn)二：機(jī)械臂最優(yōu)路徑規(guī)劃實(shí)驗(yàn)圖5機(jī)械臂硬件組成如上圖所示，整個(gè)機(jī)械臂由機(jī)械臂本體、運(yùn)動(dòng)控制卡和PC主機(jī)三部分組成。在主機(jī)主板的PCI插槽中插入GT400SG運(yùn)動(dòng)控制卡，安裝對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。通過25芯“D”型插頭連接電纜將運(yùn)動(dòng)控制卡和機(jī)械臂本體連接。在PC主機(jī)上對(duì)運(yùn)動(dòng)控制器編制程序驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂四個(gè)關(guān)節(jié)上的伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)，從而控制機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)。鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡縫勵(lì)羆楓鱷燭。機(jī)械臂通常有兩種坐標(biāo)空間：關(guān)節(jié)坐標(biāo)空間和直角坐標(biāo)空間。兩種坐標(biāo)空間定義如下： 關(guān)節(jié)坐標(biāo)空間定義機(jī)械臂的空間坐標(biāo)直接由各個(gè)關(guān)節(jié)的坐標(biāo)來確
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