倒立摆实验资料VIP专享

MATLAB固高倒立摆系统实验 在现代控制论实验和最优控制实验中，考虑了小车位移的控制，将直线一级倒立摆当作单输入多输出系统，分别采用了极点配置法和线性二次型最优控制策略，进行控制器结构和参数设计。 许多抽象的控制理论概念如系统稳定性、可控性和系统抗干扰能力等等，都可以通过倒立摆系统实验直观的表现出来。 一、牛顿－欧拉方法建立直线型一级倒立摆系统的数学模型。 用 u来代表被控对象的输入力F ，线性化后两个运动方程如下： 状态空间方程 注意事项 1. 本指导书中例程的系统参数只具有指导意义，请同学自己完成控制系统设计及实现。 2. 由于倒立摆系统是典型的多变量，强耦合，非线性系统，在经典控制器设计时在直线平台上可能导致小车“撞墙”，因此要注意仔细设计和实验。在线性控制器设计时，由于系统的非线性影响，控制器仿真成功不一定就能实际控制倒立摆系统，因此控制器参数也要仔细调整。 实验步骤 1． 在在matlab command 窗口中，首先进入到倒立摆系统matlab仿真文件的路径。 2． 输入pc1_open_t.m可以看到系统传递函数模型在冲击输入下的开环响应。 3． 输入pc1_open_s.m可以看到系统状态空间模型在阶跃输入下的开环响应。 4． 如果要修改系统参数或者输入信号，请打开相应文件进行编辑，然后在进行相应的实验。 5． 完成试验报告，分析系统的开环响应特性 控制软件工作在Windows 2000 操作系统环境下，不支持Windows98和95。系统运行时需要MATLAB 6 Release 12.1 以及SIMULINK 4.1 支持。 二、MATLAB 以及SIMULINK 应用的基本介绍 下面以直线型一级倒立摆LQR 算法为例介绍MATLAB 编程： 点击SIMULINK Library browser 的“File”下拉菜单，点击“File/New/Model”，或者直接按热键“Ctrl-N”，应用程序生成一个新窗口，用户可以将SIMULINK Library 中的模块用鼠标拖动到新窗口中。 通过鼠标可以将两个模块连接起来。以下面的简单例子来说：将模块信号发生器“SIMULINK/Sources/Signal Operator”、示波器“SIMULINK /Sinks/Scope”、封装子系统“SIMULINK/Subsystems/Subsystem”拖到新窗口中，然后按住鼠标，将系统输入输出连接起来。其中封装子系统默认含有输入“in1”、输出“out1”模块，用户可以自行增删输入输出。将线性控制系统模块“Control System Toolbox/LMI System”增加到子系统中，并且将输入输出连接起来，则系统如图3-4 所示： 图3-4 SIMULINK...