下载后可任意编辑Harbin Institute of TechnologyHarbin Institute of Technology课程设计说明书课程设计说明书( ( 论文论文) ) 课程名称: 自动控制理论 设计题目: 直线一级倒立摆控制器 院 系: 电气工程系 班 级: 0806152 班 设 计 者: 蔡旭阳 学 号: 指导老师: 郭犇 设计时间: 6 月 20 日 哈尔滨工业大学教务处哈尔滨工业大学课程设计任务书下载后可任意编辑 姓 名: 蔡旭阳 院 ( 系) : 电气工程系 专 业: 电气工程及其自动化 班 号: 0806152 任务起至日期: 6 月 13 日至 6 月 20 日课程设计题目: 直线一级倒立摆控制器设计 已知技术参数和设计要求: 本课程设计的被控对象采纳固高公司的直线一级倒立摆系统 GIP-100-L。系统内部各相关参数为: M 小车质量 0.5 Kg ; 摆杆质量 0.2 Kg ; b 小车摩擦系数 0.1 N/m/sec ; 摆杆转动轴心到杆质心的长度 0.3 m ; mlI 摆杆惯量 0.006 kg*m*m ; T 采样时间 0.005 秒。设计要求: 1．推导出系统的传递函数和状态空间方程。用 Matlab 进行阶跃输入仿真, 验证控制对象的稳定性。2．采纳传统的时域或频域设计方法设计 PID 控制器, 并给出设计步骤, 使得当在小车上施加 0.1N 的脉冲信号时, 闭环系统的响应指标为: ( 1) 稳定时间小于 5 秒; ( 2) 稳态时摆杆与垂直方向的夹角变化小于 0.1 弧度。3．设计状态空间极点配置控制器, 使得当在小车上施加 0.2m 的阶跃信号时, 闭环系统的响应指标为: ( 1) 摆杆角度和小车位移 x 的稳定时间小于 3 秒( 2) x 的上升时间小于 1 秒( 3) 的超调量小于 20 度( 0.35 弧度) ( 4) 稳态误差小于 2%。工作量: 1. 建立直线一级倒立摆的线性化数学模型; 2. 倒立摆系统的 PID 控制器设计、 MATLAB 仿真及实物调试; 3. 倒立摆系统的极点配置控制器设计、 MATLAB 仿真及实物调试。 下载后可任意编辑工作计划安排: 第 3 周: ( 1) 建立直线一级倒立摆的线性化数学模型; ( 2) 倒立摆系统的 PID 控制器设计、 MATLAB 仿真; ( 3) 倒立摆系统的极点配置控制器设计、 MATLAB 仿真。第 4 周: 实物调试; 撰写课程设计论文。同组设计者及分工: 各项工作独立完成 指导老师签字___________________ 年 月 日 教研室主任意见: 下载后可任意编辑 教研室主任签字___________________ 年 月 日*注: 此任务书由...
