最新倒立摆系统的控制器设计

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摘要.......................................................................................................................................... - 5 - 1 倒立摆系统概述................................................................................................................................ - 6 -

1.1倒立摆的种类......................................................................................................................... - 6 -

1.2系统的组成............................................................................................................................. - 6 -

1.3工程背景................................................................................................................................. - 6 -

2 数学模型的建立................................................................................................................................ - 7 -

2.1牛顿力学法系统分析............................................................................................................. - 7 -

2.2拉氏变换后实际系统的模型............................................................................................... - 10 -

3 开环响应分析.................................................................................................................................. - 11 -

4 根轨迹法设计.................................................................................................................................. - 13 -

4.1校正前倒立摆系统的闭环传递函数的分析....................................................................... - 13 -

4.2系统稳定性分析................................................................................................................... - 13 -

4.3 根轨迹设计.......................................................................................................................... - 14 -

4.4 SIMULINK仿真..................................................................................................................... - 17 -

5 直线一级倒立摆频域法设计........................................................................................................ - 18 -

5.1 系统频域响应分析.............................................................................................................. - 18 -

5.2频域法控制器设计............................................................................................................... - 19 -

5.2.1控制器的选择........................................................................................................... - 19 -

5.2.2系统开环增益的计算............................................................................................... - 20 -

5.2.3校正装置的频率分析............................................................................................... - 20 -

5.3 Simulink仿真..................................................................................................................... - 24 -

6 直线一级倒立摆的PID控制设计................................................................................................ - 25 -

6.1 PID简介............................................................................................................................... - 25 -