基于adams和matlab的一級(jí)倒立擺聯(lián)合仿真(參考版)
2025-07-01 01:47本頁(yè)面
【正文】 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。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。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。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。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)。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。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。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。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。所以這里PID參數(shù)的設(shè)置思想是，先調(diào)好角度反饋，然后根據(jù)角度的穩(wěn)態(tài)誤差設(shè)定位移的PID參數(shù)，使兩路的反饋可以將這一穩(wěn)態(tài)誤差抵消，最后微調(diào)兩路的參數(shù)優(yōu)化控制效果。 采用PID控制方案后角度的穩(wěn)態(tài)誤差 采用PID控制方案的位移響應(yīng)曲線一級(jí)倒立擺的雙閉環(huán)控制在角度反饋的基礎(chǔ)上，加入位置反饋。 采用PID控制方案的角度響應(yīng)曲線可以看到加入微分環(huán)節(jié)后，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性得到了很大的改善，而且穩(wěn)態(tài)精度也大大提高。基于上述問(wèn)題，可以加入微分環(huán)節(jié)（相當(dāng)于加入了角速度反饋），參數(shù)設(shè)置為Kp=20，Ki=，Kd=3。六、一級(jí)倒立擺的PID控制策略一級(jí)倒立擺的角度控制前面我們提到了對(duì)一級(jí)倒立擺的控制目標(biāo)有擺角和滑塊位移，下面先對(duì)角度控制的PID參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，然后再加上位移控制環(huán)。最后將仿真時(shí)間設(shè)為10秒，開(kāi)始仿真。先確定PID參數(shù)（PID參數(shù)設(shè)置下一章會(huì)講到）。擺桿角度給定值設(shè)定為0度，位移給定值設(shè)為0，分別與模型輸出的實(shí)際角度和實(shí)際位移進(jìn)行比對(duì)，差值輸入到PID中進(jìn)行反饋控制，控制的結(jié)果輸入到force接口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制。在這里我們采用雙閉環(huán)的PID控制方法，一路是角度控制，一路是位移控制。最后輸入adams_sys指令，會(huì)彈出一個(gè)SIMULINK的仿真窗口，我們可以在里面添加控制模塊進(jìn)行倒立擺仿真。ADAMS導(dǎo)出的模型直接包含其所有的力學(xué)特性，更加方便進(jìn)行相關(guān)控制。 ADAMS的倒立擺最終模型五、ADAMS和MATLAB/SIMULINK的聯(lián)合仿真完成ADAMS建模之后，我們將輸出的文件導(dǎo)入到MATLAB里進(jìn)行仿真。 設(shè)置ADAMS和MATLAB接口 ADAMS輸出文件這一步完成之后就完成了ADAMS里的建模。點(diǎn)擊OK即可。Target
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