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)-展示頁
2025-07-04 04:10本頁面
【正文】 （114）將表一中的實(shí)際參數(shù)代入，可得到系統(tǒng)的實(shí)際模型：擺桿角度對(duì)于小車位移的傳遞函數(shù)：（115）擺桿角度對(duì)于小車加速度的傳遞函數(shù)： （116）擺桿角度對(duì)于小車所受外界作用力的傳遞函數(shù)： （117）小車位移對(duì)于小車加速度的傳遞函數(shù)： （118）2 開環(huán)響應(yīng)分析 數(shù)學(xué)模型建立好之后，我們得到擺桿角度對(duì)于小車加速度的傳遞函數(shù)式（116）和小車位移對(duì)于小車加速度的傳遞函數(shù)式（118）。根據(jù)牛頓力學(xué)，建立起小車和擺桿的運(yùn)動(dòng)方程，進(jìn)而得到小車各種傳遞函數(shù)。 若忽略空氣阻力和各種摩擦力，可將直線一級(jí)倒立擺系統(tǒng)抽象成小車和勻質(zhì)桿組成的系統(tǒng)，其受力情況如圖1所示。對(duì)于倒立擺系統(tǒng)，由于其本身是自不穩(wěn)定的系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)建模存在一定的困難。機(jī)理建模就是在了解研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)規(guī)律基礎(chǔ)上，通過物理、化學(xué)等學(xué)科的知識(shí)和數(shù)學(xué)手段建立起系統(tǒng)內(nèi)部變量、輸入變量以及輸出變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。1 數(shù)學(xué)建模 直線一級(jí)倒立擺由直線運(yùn)動(dòng)模塊和一級(jí)擺體組件組成，是最常見的倒立擺之一。倒立擺系統(tǒng)的控制策略和雜技運(yùn)動(dòng)員頂桿平衡表演的技巧有異曲同工之處，極富趣味性，而且許多抽象的控制理論概念如系統(tǒng)穩(wěn)定性、可控性和系統(tǒng)抗干擾能力等等，都可以通過倒立擺系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)直觀的表現(xiàn)出來。本設(shè)計(jì)是以直線一級(jí)倒立擺為被控對(duì)象來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。倒立擺系統(tǒng)按擺桿數(shù)量的不同，可分為一級(jí)，二級(jí)，三級(jí)倒立擺等，多級(jí)擺的擺桿之間屬于自由連接（即無電動(dòng)機(jī)或其他驅(qū)動(dòng)設(shè)備）。通過對(duì)倒立擺的控制，用來檢驗(yàn)新的控制方法是否有較強(qiáng)的處理非線性和不穩(wěn)定性問題的能力。倒立擺的控制問題就是使擺桿盡快地達(dá)到一個(gè)平衡位置，并且使之沒有大的振蕩和過大的角度和速度。任務(wù)下達(dá)日期 2012 年 12 月 24 日完成日期 2013 年 1 月 6 日指導(dǎo)教師 （簽名）學(xué) 生 （簽名）目 錄引言 61 數(shù)學(xué)建模 7 7 7 92 開環(huán)響應(yīng)分析 103 根軌跡法設(shè)計(jì) 11 11 12 12 13 Simulink仿真 184 頻率特性法 18 頻率響應(yīng)分析 18 頻率響應(yīng)設(shè)計(jì) 20 Simulink仿真 245 PID控制分析 256 總結(jié) 26參考文獻(xiàn)： 26引言隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，新的控制方法不斷出現(xiàn)，倒立擺系統(tǒng)作為檢驗(yàn)新的控制理論及方法有效性的重要實(shí)驗(yàn)手段得到廣泛研究。完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。設(shè)計(jì)或調(diào)整PID控制器參數(shù)，進(jìn)行閉環(huán)系統(tǒng)的仿真分析。利用根軌跡法設(shè)計(jì)控制器，進(jìn)行閉環(huán)系統(tǒng)的仿真分析。設(shè)計(jì)或調(diào)整PID控制器參數(shù)，使得校正后系統(tǒng)的性能指標(biāo)滿足：調(diào)整時(shí)間最大超調(diào)量學(xué)生應(yīng)完成的工作：利用設(shè)計(jì)指示書中的實(shí)際參數(shù)，通過機(jī)理推導(dǎo)，建立倒立擺系統(tǒng)的實(shí)際數(shù)學(xué)模型。利用根軌跡法設(shè)計(jì)控制器，使得校正后系統(tǒng)的性能指標(biāo)滿足：調(diào)整時(shí)間最大超調(diào)量利用頻率特性法設(shè)計(jì)控制器，使得校正后系統(tǒng)的性能指標(biāo)滿足：(1) 系統(tǒng)的靜態(tài)位置誤差常數(shù)為10；(2) 相位裕量為 50176。姚浪：倒立擺系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)自動(dòng)控制理論課程設(shè)計(jì)倒立擺系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 楊欣班 級(jí)： 自動(dòng)化7班重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院二O一三年一月課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)表項(xiàng)目分值優(yōu)秀(100x≥90)良好(90x≥80)中等(80x≥70)及格(70x≥60)不及格(x60)評(píng)分參考標(biāo)準(zhǔn)參考標(biāo)準(zhǔn)參考標(biāo)準(zhǔn)參考標(biāo)準(zhǔn)參考標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)態(tài)度15學(xué)習(xí)態(tài)度認(rèn)真，科學(xué)作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，嚴(yán)格保證設(shè)計(jì)時(shí)間并按任務(wù)書中規(guī)定的進(jìn)度開展各項(xiàng)工作學(xué)習(xí)態(tài)度比較認(rèn)真，科學(xué)作風(fēng)良好，能按期圓滿完成任務(wù)書規(guī)定的任務(wù)學(xué)習(xí)態(tài)度尚好，遵守組織紀(jì)律，基本保證設(shè)計(jì)時(shí)間，按期完成各項(xiàng)工作學(xué)習(xí)態(tài)度尚可，能遵守組織紀(jì)律，能按期完成任務(wù)學(xué)習(xí)馬虎，紀(jì)律渙散，工作作
試題試卷相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1