單級倒立擺經典控制系統(tǒng)-文庫吧資料
2024-08-12 00:24本頁面
【正文】 分等基本控制規(guī)律，或者采用這些基本控制規(guī)律的某種組合，如比例－微分、比例－積分、比例－積分－微分等組合控制規(guī)律，以實現(xiàn)對被控對象的有效控制。根據(jù)被控對象及技術指標要求這里采用串聯(lián)校正。 3單級倒立擺控制系統(tǒng)原理 所謂校正，就是在系統(tǒng)中加入一些其參數(shù)可以根據(jù)需要而改變的機構或裝置，使系統(tǒng)整個特性發(fā)生變化，從而滿足給定的各項性能指標。 中間變量不易相消。 擺的受力分析 小車沿x軸方向的受力分析如圖4所示，根據(jù)牛頓第二定律得 方程⑴⑵⑶⑷為車載倒立擺系統(tǒng)運動方程組。 圖4 假設擺桿的重心位于其幾何中心?？刂屏作用于小車上。 倒立擺是不穩(wěn)定的，如果沒有適當?shù)目刂屏ψ饔迷谒纳厦?，它將隨時可能向任何方向傾倒。②可忽略擺與載體，載體與外界的摩擦，即忽略擺軸、輪軸、輪與接觸面之間的摩擦力等。即控制系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)，以保持擺的倒立穩(wěn)定。 單級倒立擺系統(tǒng)的原理圖 圖中u是施加于小車的水平方向的作用力，x是小車的位移，θ是擺的傾斜角。圖2本文主要分析由直流電機驅動的小車—倒立擺系統(tǒng)。只要一提小車—倒立擺系統(tǒng)，一般均認為其數(shù)學模型也已經定型。故適合用數(shù)學工具進行理論推倒。 按照所選分析法，確定相應的數(shù)學模型的形式； 根據(jù)允許的誤差范圍，進行準確性考慮，然后建立盡量簡化的合理的數(shù)學模型。主要用于系統(tǒng)運動機理復雜因而不便分析或不可能分析的情況。其一，對系統(tǒng)各部分的運動機理進行分析，根據(jù)它們所依據(jù)的物理規(guī)律或化學規(guī)律分別列寫相應的運動方程，合在一起便成為描述整個系統(tǒng)的方程。從日常生活中所見到的任何重心在上、也是支點在下的控制問題，到空間飛行器和各類伺服云臺的穩(wěn)定，都和倒立擺系統(tǒng)的穩(wěn)定控制有很大相似性，故對其穩(wěn)定控制在實際中有很多用場，如海上鉆井平臺的穩(wěn)定控制、衛(wèi)星發(fā)射架的穩(wěn)定控制、火箭姿態(tài)控制、飛機安全著陸、化工過程控制等。 倒立擺的研究具有重要的工程背景。在復
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