基于adams和matlab的一級(jí)倒立擺聯(lián)合仿真-資料下載頁(yè)
2025-06-28 01:47本頁(yè)面
【正文】 Ki=，Kd=。經(jīng)過(guò)仿真后，得到的擺桿擺角和滑塊位移的響應(yīng)曲線如下 雙回路PID控制的角度響應(yīng)曲線（L=500mm） 雙回路PID控制的位移響應(yīng)曲線（L=500mm）雙回路控制的平衡時(shí)間比單獨(dú)的角度控制要長(zhǎng)，但是在2s左右也基本達(dá)到了平衡，控制效果很好。一級(jí)倒立擺擺桿長(zhǎng)度參數(shù)對(duì)控制策略的影響之前我們建立的一級(jí)倒立擺模型的擺桿長(zhǎng)度是L=500mm，下面將擺桿長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)=250mm，分析上面PID的控制策略對(duì)該系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響。使用PRO/E對(duì)一級(jí)倒立擺重新建模，將擺桿長(zhǎng)度設(shè)為250mm，然后將模型導(dǎo)入到ADAMS中，完成系統(tǒng)力學(xué)定義后導(dǎo)入MATLAB進(jìn)行仿真。系統(tǒng)的控制策略仍采用雙回路的PID控制。這里將上一節(jié)得到的角度和位移PID參數(shù)輸入到此模型，觀察其動(dòng)態(tài)響應(yīng)與之前的模型有何不同。經(jīng)過(guò)聯(lián)合仿真，得到的角度和位移響應(yīng)曲線如下（L=250mm）（L=250mm）分析：角度響應(yīng)：L=，；L=。位移響應(yīng)：L=500模型的超調(diào)量和二次超調(diào)量分別為7和13，平衡時(shí)間為6s；L=250模型的超調(diào)量和二次超調(diào)量分別為2和7，平衡時(shí)間為8s?？梢钥闯鰜?lái)，L=250模型要比L=500模型容易穩(wěn)定，即在受到相同的擾動(dòng)狀況下，使用較小的PID參數(shù)就可以達(dá)到平衡。七、問(wèn)題總結(jié)本文利用PRO/E、,直接用ADAMS建立的虛擬模型進(jìn)行分析,與那些近似線性化的簡(jiǎn)易數(shù)學(xué)模型相比,這為我們以后的物理樣機(jī)試驗(yàn)提供了更為可靠的依據(jù)。在聯(lián)合仿真過(guò)程中，遇到了一些問(wèn)題：PRO/E導(dǎo)入ADAMS會(huì)有模型位置放錯(cuò)的情況，這個(gè)時(shí)候需要保證兩個(gè)軟件里設(shè)定的坐標(biāo)軸一致。對(duì)于各零件的MARKER點(diǎn)局部坐標(biāo)和ADAMS全局坐標(biāo)不一樣情況，需要修改orientation，否則會(huì)出現(xiàn)測(cè)量錯(cuò)誤的情況。在使用角度測(cè)量函數(shù)AZ和DZ時(shí)，如果將FROM MARKER 和TO MARKER位置搞反的話，后面輸出的角度值可能為負(fù)，后面的PID參數(shù)也隨之改變。使用PID調(diào)節(jié)，發(fā)現(xiàn)如果時(shí)間足夠長(zhǎng)的話，倒立擺不能保持位置上的穩(wěn)定，滑塊也會(huì)越走越遠(yuǎn)，直到脫離軌道。這是因?yàn)槭褂肞ID控制角度時(shí)，總會(huì)有微小的穩(wěn)態(tài)誤差，這個(gè)誤差最終會(huì)導(dǎo)致位置上的不平衡。本文PID參數(shù)的確定采用的是試湊法，即通過(guò)控制經(jīng)驗(yàn)和多次系統(tǒng)調(diào)試來(lái)確定參數(shù)，往往比較繁瑣，難以達(dá)到期望的精度。而且雙回路控制比單回路控制的難度更大。這種情況下可以采用極點(diǎn)配置法或擴(kuò)充臨界比例法等。參考文獻(xiàn)范成建等 (2006). . 北京市, 機(jī)械工業(yè)出版社.賈長(zhǎng)治,殷軍輝(2010). MD ADAMS虛擬樣機(jī)從入門(mén)到精通. 北京市, 機(jī)械工業(yè)出版社.姜學(xué)軍（2009）.,清華大學(xué)出版社.應(yīng)再恩,平雪良. (2012). 基于ADAMS和MATLAB的雙回路PID控制倒立擺聯(lián)合仿真. 機(jī)械傳動(dòng)(08): 6467.楊世勇,徐莉蘋(píng). (2007). 單級(jí)倒立擺的PID控制研究. 控制工程(S1): 2324+53.肖力龍 (2007). 直線一級(jí)倒立擺起擺與穩(wěn)擺控制研究及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì), 中南大學(xué). 碩士: 77
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