重慶大學(xué)自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)——倒立擺系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2025-07-01 04:10本頁(yè)面
【正文】 （33）將=，=15代入式（33）得到期望主導(dǎo)極點(diǎn)s1,2 =9177。設(shè)計(jì)控制器，使得校正后系統(tǒng)的性能指標(biāo)滿(mǎn)足最大超調(diào)量調(diào)節(jié)時(shí)間 由傳遞函數(shù)式（116）可知，原系統(tǒng)是二階振蕩系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求，令=，由超調(diào)量： （31）得到=，取≈由=可得，176。 rlocus(G0)圖9 從根軌跡上可看到，有一條根軌跡起始于右半平面的極點(diǎn)，兩條根軌跡沿著虛軸向無(wú)限遠(yuǎn)處延伸，即無(wú)論增益如何變化，系統(tǒng)都不穩(wěn)定。)。Matlab編程如下： s=tf(39。3 根軌跡法設(shè)計(jì) 根據(jù)傳遞函數(shù)式（116） 利用Matlab得到原系統(tǒng)的根軌跡如圖9。 仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖4圖4響應(yīng)曲線(xiàn)如下： 圖5 小車(chē)位置階躍響應(yīng) 圖6 小車(chē)位置脈沖響應(yīng) 圖7 擺桿角度階躍響應(yīng) 圖8 擺桿角度脈沖響應(yīng) 從以上4幅響應(yīng)曲線(xiàn)可知，當(dāng)輸入為小車(chē)加速度時(shí)，擺桿角度和小車(chē)位置的階躍響應(yīng)和脈沖響應(yīng)都是發(fā)散的，系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。m2F加在小車(chē)上的力Nx 小車(chē)位置mφ擺桿與垂直向上方向的夾角radθ擺桿與垂直向下方向的夾角radN擺桿與小車(chē)在水平方向的相互作用力NP擺桿與小車(chē)在豎直方向的相互作用力N1）對(duì)于小車(chē)小車(chē)水平方向的合力 （11）擺桿水平方向的合力 （12）擺桿水平方向的運(yùn)動(dòng)方程 （13）2)對(duì)于擺桿擺桿力矩平衡方程 （14）（注：因?yàn)?，所以等式前面有?fù)號(hào)）擺桿垂直方向的合力 （15）擺桿垂直方向的運(yùn)動(dòng)方程 （16）水平方向的運(yùn)動(dòng)方程 （17）垂直方向的運(yùn)動(dòng)方程 （18）用u來(lái)代表被控對(duì)象的輸入力F，線(xiàn)性化后，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)方程如下（其中 ）： （19） （110）擺桿角度和小車(chē)位移的傳遞函數(shù)： （111）擺桿角度和小車(chē)加速之間的傳遞函數(shù)： （112）擺桿角度和小車(chē)所受外界作用力的傳遞函數(shù)： （113）其中
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