直线一级倒立摆系统的pid控制算法设计

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1、2013届毕业设计说明书模板题目院、部：电气与信息工程学院学生姓名：谢远山指导教师：易杰职称专业：电气自动化技术班级：电气1003班完成时间：2013年5月摘要直线一级倒立摆由直线运动模块和一级摆体组件组成，是最常见的倒立摆之一。设计直线一级倒立摆前,首先要应清楚直线一级倒立摆的定义及它的特性,其次用数学建模的方法建立直线一级倒立摆模型。再次PID控制器的结构与参数设计，将直线一级倒立摆当作简单的单输入单输出系统（忽略了小车位移的控制），采用了PID控制器设计方法进行了控制器结构设计和参数设计。确定PID控制器主要参数KP、KI、KD,通过改变这三个参数的值,使直线一级

2、倒立摆由开环不稳定系统变为闭环稳定系统。直线一级倒立摆系统在PID控制器下用MATLAB进行仿真,通过改变控制器PID主要参数,使得仿真曲线更接近理论曲线。这些便是直线一级倒立摆系统的PID控制算法设计的主要内容。关键词：直线一级倒立摆；Matlab仿真；PID控制湖南工学院ABSTRACTInvertedpendulumlinear1-stagestandsupsidedownsuspendsiscomposedbythetranslationmoduleandthelevelpendulummassmodule,ismostcommonstandsupsidedow

3、nsuspendsoneFrontthedesignstraightlinelevelstandsupsidedownsuspends,firstmustbesupposedtheclearstraightlineleveltostandupsidedownthedefinitionanditscharacteristicwhichsuspends,nextstandsupsidedownwithmathematicsmodellingmethodestablishmentstraightlinelevelsuspendsthemodel.OncemorethePIDc

4、ontrollerstructureandtheparameterdesign,stoodupsidedownInvertedpendulumlinear1-stagesuspendstheregardsimplesingleinputlistoutputsystem(toneglectcardisplacementcontrol),usedthePIDcontrollerdesignmethodtocarryonthecontrollerstructuraldesignandtheparameterdesign.DeterminedPIDcontrollermainp

5、arameterKP,KI,KD,throughchangethesethreeparametersthevalue,causesthestraightlineleveltostandupsidedownsuspendsbecomestheclosedloopstablesystembythesplit-ringunstablesystem.Invertedpendulumlinear1-stagestandsupsidedownsuspendsthesystemtocarryonthesimulationunderthePIDcontrollerwithMATLAB,

6、throughthechangecontrollerPIDmainparameter,causesthesimulationcurveclosertheoreticalcurve.ThesethenarethestraightlinelevelstandsupsidedownsuspendsthesystemthePIDcontrolalgorithmdesignprimarycoverage.Keywords:Invertedpendulumlinear；MatlabSimulation;PIDcontrol湖南工业大学本科生毕业设计目录第1章绪论1第2章倒立摆系统2

7、2.1系统的组成32.1.1倒立摆本体32.1.2电控箱42.1.3电机42.1.4编码器42.1.5控制卡52.2系统使用说明52.2.1直线一级摆硬件操作系统52.2.2一级摆软件操作说明5第3章自动控制及MATLAB软件介绍73.1自动控制概念73.2自动控制系统的类型83.2.1随机系统与自动调整系统83.2.2线性系统和非线性系统93.2.3连续系统和离散系统93.2.4单输入单输出系统和多输入多输出系统93.2.5确定系统与不确定系统93.2.6集中参数系统和分布参数系统93.3自动控制理论概要103.3.1自动控制系统所要分