基于球杆的控制系统分 析与设计实验教程

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1、基于球杆的控制系统分析与设计实验教程深圳固高科技2012目录前言.........................................................2第一章控制系统的几个基本概念的理解..............................3第二章球杆控制系统分析设计入门..................................5实验一简化模型的建立和稳定性分析...........................................................

2、......................5实验二PID校正.....................................................................................................................9实验三根轨迹校正..........................................................................................................

3、.....15实验四频域法校正...............................................................................................................20实验五状态反馈...................................................................................................................26小结简化模型的控制系统

4、分析.......................................................................................31第三章球杆控制系统分析设计提高.................................32实验一球杆系统建模和稳定性分析.................................................................................32实验二球杆系统PID校正............

5、....................................................................................38实验三球杆系统的根轨迹校正.........................................................................................44实验四球杆系统的频域法校正............................................................

6、.............................48实验五球杆系统的状态反馈.............................................................................................541前言自动控制理论是自动控制及相关专业的必修专业基础课，自动控制理论实验是学习和掌握控制系统分析和设计方法最有效的途径之一。机电控制系统分析设计是机电类相关专业学生的培养目标，如何从机电系统总体设计的角度出发，以性能指标为依据，深入分析机械结构、电气

7、部分、控制算法对机电系统性能指标影响的情况，是机电类控制系统分析设计的主要内容之一。控制系统分析的标准是仿真与实际测试的性能指标满足误差范围。控制系统设计的标准是通过分析机械结构、电气部分的特性，选择控制算法达到系统最好的性能指标。并为改进机械、电气、控制算法提出依据。球杆系统是典型的单输入单输出的机电类控制系统，通过改变平衡杆与水平方向的夹角，而控制平衡杆上的滚动的小球位置。球杆系统实验现象直观、明显，不仅可以表现出很多控制系统的基本概念如：跟随特性，鲁棒性等，而且很吸引学生注意力，是不可多得的实验平台。本实验教程根据

8、球杆系统的数学模型，以性能指标为依据，通过比较控制系统仿真与实现的现象不同，分析影响球杆控制系统性能指标的机械、电气因素，并改进以提高系统性能指标。使学生了解和掌握机电控制系统分析、设计的基本原理和基本方法。通过若干次的反复实践，学生可以深入理解机电类控制系统分析、设计的基本过程和概念。本教程不仅是一个关于自动控制的