倒立摆课设.docx

综合课程设计
倒立摆系统

院(系、部):
信息工程学院
姓名:
马妍(鲁莹沈玉欣)
学号:
120690 120688 120691
年级:
三年级
专业:
测控技术与仪器
任课教师:
盛沙



摘要
倒立摆控制系统是一个复杂的、不稳定的、非线性系统,是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。所谓倒立摆,就是让摆处于倒置不稳定的状态,需要人为不停地控制使其处于倒置的动态平衡的一种特殊的摆。倒立摆系统可以抽象的看作是一种重心在上,而支点在下的控制问题,在没有外力干涉其状态的情况下,倒立摆系统和容易且很快就能发生复杂,不可预知的变化。因此,在相关研究领域,倒立摆是机器人技术、控制理论和计算机控制等多方面有机结合,其控制系统更是一种非常复杂的快速、多变量、非线性、强耦合、自然不稳定系统。本次课设会采用PID控制等方法,进行仿真,实现稳定控制。
关键词:倒立摆,建模,PID控制,仿真,稳定性
The control of inverted pendulum system is plicated nonlinear, unstable,system, is control theory teaching and carry out an ideal experimental platform of various control experiments. The so-called inverted pendulum, is to let thependulum in inverted unstable state, takes a special kind of pendulum artificiallykept control make it in a dynamic balance of inversion. The inverted pendulum system can be abstracted as a focus on the fulcrum, and control problems in thenext, without interfering in its state of external forces, the inverted pendulum system and easily and can occur very plex, unpredictable , in the relevant field of study, the inverted pendulum is robot controltechnology, bination of theory puter control and other aspects, the control system is a plex fast, multi variable, nonlinear,strong coupling, naturally unstable system. The class is located will adopt PID control method, simulation, realize stable control.
Keywords: inverted pendulum, modeling, PID control, simulation,stability
目录
引言 1
第一章整体方案设计阐述 2
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第二章系统设计 3
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被控对象 3
传感器 3
4
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5
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6
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7
第三章理论分析 8
控制系统建模 8
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11
12
13
相位超前控制器 13
相位滞后控制器 15
—超前控制器 16
17
18
PID 控制器设计 19
理论分析PID 19
参数扫描法 22
第四章元器件、设备选型 26
第五章加工制作