倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告-展示頁(yè)
2024-08-17 23:47本頁(yè)面
【正文】 產(chǎn)品分析：我們所使用的是固高科技直線二級(jí)倒立擺，型號(hào)為GLIP2002，它具有工業(yè)化、模塊化、開放性和創(chuàng)新性的特點(diǎn)。實(shí)際上，用線性化模型進(jìn)行極點(diǎn)配置求得的狀態(tài)反饋陣，不一定能使倒立擺穩(wěn)定豎起來，能使倒立擺豎立起來的狀態(tài)反饋陣是實(shí)際調(diào)試出來的，這個(gè)調(diào)試出來的狀態(tài)反饋陣肯定滿足極點(diǎn)配置。 設(shè)計(jì)規(guī)范和約束 用現(xiàn)代控制理論中的狀態(tài)反饋方法來實(shí)現(xiàn)倒立擺系統(tǒng)的控制，就是設(shè)法調(diào)整閉環(huán)系統(tǒng)的極點(diǎn)分布，以構(gòu)成閉環(huán)穩(wěn)定的倒立擺系統(tǒng)，它的局限性是顯而易見的。運(yùn)動(dòng)控制器以計(jì)算機(jī)為主機(jī)，提供標(biāo)準(zhǔn)的ISA 總線或PCI 總線接口，并且可以提供RS232 串行通訊和PC104 通訊接口。 電機(jī)的控制是通過固高公司的GT 系列運(yùn)動(dòng)控制器（見圖）實(shí)現(xiàn)的。電機(jī)的驅(qū)動(dòng)由與其配套的伺服驅(qū)動(dòng)器提供。2)I/O接口板：3）開關(guān)電源：4）開關(guān)、等電器元件（4） 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 倒立擺系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為松下伺服電機(jī)和與之連接的皮帶輪。ΦN/n? m式中l(wèi) 為小車位移，Φ 為同步帶輪直徑。N/n? m，式中φ 為編碼器軸轉(zhuǎn)角，N 為編碼器讀數(shù)。/ n， 其中n為編碼器線數(shù)。當(dāng)碼盤隨工作軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光源透過光電碼盤上的光欄板形成忽明忽暗的光信號(hào)，光敏元件把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后通過信號(hào)處理電路的整形、放大、分頻、記數(shù)、譯碼后輸出。旋轉(zhuǎn)編碼器是一種角位移傳感器，它分為光電式、接觸式和電磁感應(yīng)式三種，本系統(tǒng)用到的就是光電式增量編碼器。通過給小車施加適當(dāng)?shù)牧梢詫[桿直立起來并保持穩(wěn)定的狀態(tài)。二 系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一） 功能分析（1） 被控對(duì)象倒立擺的被控對(duì)象為擺桿和小車。這正是倒立擺的控制思想，不僅如此，日常生活中，所有重心在上、支點(diǎn)在下的物體的控制思想都源于此。實(shí)驗(yàn)參數(shù)自己選定，但要合理，符合實(shí)際情況，使用模糊控制方式，并利用 MATLAB軟件，用simulink對(duì)相應(yīng)的模塊進(jìn)行仿真。設(shè)計(jì)一個(gè)倒立擺的控制系統(tǒng)，使倒立擺這樣一個(gè)不穩(wěn)定的被控對(duì)象在引入適當(dāng)?shù)目刂撇呗缘幕A(chǔ)上而成為一個(gè)能夠滿足各種性能指標(biāo)的穩(wěn)定系統(tǒng)。當(dāng)擺桿到達(dá)期望的位置后，系統(tǒng)能克服隨機(jī)擾動(dòng)而保持穩(wěn)定的位置。目前，倒立擺已經(jīng)成為控制領(lǐng)域的一項(xiàng)熱門研究。提及不確定性，控制領(lǐng)域的人都會(huì)想起倒立擺系統(tǒng)，因?yàn)榈沽[系統(tǒng)是典型的多變量、非線性、不穩(wěn)定系統(tǒng)，通過對(duì)它的研究，能有效的反映出許多抽象的控制理論及概念。因此說，倒立擺為科技研究提供了一個(gè)從控制理論通往實(shí)踐的橋梁。一項(xiàng)工程的實(shí)施也存在一種可行性的試驗(yàn)問題，因而，用一套較好的、較完備的試驗(yàn)設(shè)備，將其理論及方法進(jìn)行有效的檢驗(yàn)是極其重要的。本文采用頻率響應(yīng)控制方式和PID控制方式對(duì)倒立擺的控制過程進(jìn)行分析和研究，最終使倒立擺立起并保證其穩(wěn)定。.. . . .. 控制系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)倒立擺控制系統(tǒng)院（系、部）： 組 長(zhǎng)： 組 員 班 級(jí)： 指 導(dǎo) 教 師： 2014年1月2日星期四學(xué)習(xí)好幫手 目錄摘要3引言3 整體方案設(shè)計(jì)3 需求3 目標(biāo)3 概念設(shè)計(jì)3 整體開發(fā)方案設(shè)計(jì)3 評(píng)估4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)4（1） 系統(tǒng)設(shè)計(jì)4 功能分析4 設(shè)計(jì)規(guī)范和約束6 詳細(xì)設(shè)計(jì)7（2） 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)8 理論分析9 控制系統(tǒng)建模9 時(shí)域和頻域分析13 設(shè)計(jì)PID或其他控制器21 元器件、設(shè)備選型30 加工制作33 加工圖紙38 材料選擇
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