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： 自动控制理论课程设计 设计题目： 直线一级倒立摆控制器设计 院 系： 电气学院电气工程系 班 级： 设 计 者: 学 号： 指导老师： 设计时间： 2024 。 6 。 6-2024.6 。 19 手机号码： 哈尔滨工业大学教务处 姓 名: 院 (系):电气学院电气工程系 专 业：电气工程及其自动化 班 号: 任务起至日期： 2024 年 6 月 6 日至 2024 年 6 月 19 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 ；m 摆杆质量 0。2 Kg ；b 小车摩擦系数 0.1 N/m/sec ；l 摆杆转动轴心到杆质心的长度 0。3 m ；I 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。工作计划安排： 2024.6。6 实物调试; 2024。6。7-2.16。6。9 建立直线一级倒立摆的线性化数学模型; 倒立摆系统的 PID 控制器设计、MATLAB 仿真； 倒立摆系统的极点配置控制器设计、MATLAB 仿真。 2024。6。10—2024.6.12 撰写课程设计论文。 同组设计者及分工: 调试部分由小组共同完成。 设计部分及课程设计论文撰写各自独立完成。 指导老师签字___________________ 年 月 日 教研室主任意见： 教研室主任签字___________________ 年 月 日*注：此任务书由课程设计指...
