課程設(shè)計(jì)報(bào)告——基于雙閉環(huán)pid控制的一階倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-展示頁
2024-11-22 09:26本頁面
【正文】 式。電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、機(jī)械傳動(dòng)裝置三個(gè)環(huán)節(jié)可以合成一個(gè)比例環(huán)節(jié)。 若忽略電動(dòng)機(jī)的空載轉(zhuǎn)矩和系統(tǒng)摩擦，就可以認(rèn)為驅(qū)動(dòng)器和機(jī)械傳動(dòng)裝置均為純比例環(huán)節(jié)，并假設(shè)這兩個(gè)環(huán)節(jié)的增益分別為Kd和Km。第二章 系統(tǒng)模型建立 一階倒立擺精確模型 當(dāng)小車的質(zhì)量m=1kg；倒擺振子的質(zhì)量m=1kg；倒擺長度2l=；g=10m/時(shí)得 一階倒立擺簡化模型 若只考慮在其工作點(diǎn)=0附近（）的細(xì)微變化，則可近似為 得到簡化的近似模型為 電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)器及機(jī)械傳動(dòng)裝置的模型假設(shè)：選用日本松下電工MSMA021型小慣量交流伺服電動(dòng)機(jī)，其有關(guān)參數(shù)如下：驅(qū)動(dòng)電壓：U=0~100V 額定功率：PN=200W額定轉(zhuǎn)速：n=3000r/min 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J=3額定轉(zhuǎn)矩：TN= 最大轉(zhuǎn)矩：TM=電磁時(shí)間常數(shù)：Tl= 電機(jī)時(shí)間常數(shù)：TM= 經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)變速后輸出的拖動(dòng)力為：F=0~16N；與其配套的驅(qū)動(dòng)器為：MSDA021A1A，控制電壓：UDA=0~177。光電碼盤1 將小車的位移、速度信號(hào)反饋給伺服驅(qū)動(dòng)器和運(yùn)動(dòng)控制卡 ,擺桿的位置、速度信號(hào)由光電碼盤 反饋給控制卡。1 一階倒立擺簡介本實(shí)驗(yàn)的被控對(duì)象為固高公司的 GIP21002L 型一階倒立擺系統(tǒng) ,一階倒立擺的結(jié)構(gòu)原理圖如圖所示 ,一階倒立擺系統(tǒng)的組成框圖如圖所示。因此,該工具很快就在控制工程界獲得了廣泛的認(rèn)可,并使仿真軟件進(jìn)入了系統(tǒng)模型的圖形組態(tài)階段。這是MATLAB的一個(gè)擴(kuò)展軟件模塊。它集數(shù)值計(jì)算、圖形圖像顯示以及編程于一體,是常用的控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)工具。事實(shí)上,人們一直在試圖尋找不同的控制方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)倒立擺的控制,以便檢查或說明該方法對(duì)嚴(yán)重非線性和絕對(duì)不穩(wěn)定系統(tǒng)的控制能力。仿真Abstract: The balance control of a single inverted pendulum system was focused. First , the mathematical model of the system was built , then the PID method was adopted respectively to design the controllers, at last , the simulation experiments were finished, by the simulation experiment results, not only the validity of the three methods were confirmed , but their qualities and characteristics were shown fully also.Key words: inverted pendulum , linear control , simulation 第一章 緒論倒立擺是典型的快速、多變量、非線性、絕對(duì)不穩(wěn)定系統(tǒng)。關(guān)鍵詞: 倒立擺。基于雙閉環(huán)PID控制的一階倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目 錄摘要I Abstract第一章 緒論第二章 系統(tǒng)模型建立與驗(yàn)證2．2 模型驗(yàn)證第三章 基于雙閉環(huán)PID控制的一階倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 雙閉環(huán)PID控制器設(shè)計(jì) .控制器的設(shè)計(jì) 仿真實(shí)驗(yàn)
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