用于风力摆系统的控制算法及软硬件实现研究

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1、分类号：TP273单位代码：10183研究生学号：201351E032密级：公开吉林大学硕士学位论文（专业学位）用于风力摆系统的控制算法及软硬件实现研究Researchofcontrolalgorithmsandhardwareandsoftwareforthewindpendulumsystem作者姓名：潘琦专业：电子与通信工程研究方向：电子与通信工程指导教师：张大明教授培养单位：电子科学与工程学院2016年09月------------------------------------------

2、---------用于风力摆系统的控制算法及软硬件实现研究---------------------------------------------------Researchofcontrolalgorithmsandhardwareandsoftwareforthewindpendulumsystem---------------------------------------------------作者姓名：潘琦领域(方向)：电子与通信工程指导教师：张大明教授类别：工程硕士答辩日期：2016年

3、12月3日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租Ｖ改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博±（或硕±）学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导。下，独立进行研究工作所取得的成果除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文

4、的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名；２＾曰期；八年／月ｊ曰摘要摘要本设计以风力摆系统为实验平台，重点研究PID控制算法和模糊PID控制算法的实际应用。PID控制适用于线性时不变系统，只需对PID控制器参数进行整定，就能实现理想的控制效果。对于非线性时变系统而言，单纯使用PID控制难以达到理想的控制效果，而模糊控制适用于非线性时变系统，且具有较强的鲁棒性，可将这两种控制算法结合起来构成模糊PID控制，实现

5、PID参数的自整定。系统由角度传感器实时检测风力摆的摆角，并将数据反馈给单片机，单片机通过控制算法控制电机的转速，从而对风力摆的运动进行调整，使之实现任意幅度摆动、任意方向摆动、快速制动和任意半径的圆周运动，通过以上运动的实现来研究PID控制和模糊PID控制在“伺服随动系统”中的实际运用与控制效果。接下来改变风力摆的负载，对比研究PID控制与模糊PID控制，实验结果表明，与PID控制相比，模糊PID控制能实现参数自动调节，从而适应负载变化，保持良好的控制效果。关键词：风力摆系统；PID控制；模糊PI

6、D控制IABSTRACTABSTRACTThedesigntakesthewindpendulumsystemastheexperimentalplatform,andmainlystudiesthepracticalapplicationofthePIDcontrolalgorithmandthefuzzyPIDcontrolalgorithm.PIDcontrolissuitableforlineartimeinvariantsystem,onlytheparametersofPIDcontro

7、llercanbeadjusted,andtheidealcontroleffectcanbeachieved.Forthenonlinearandtime-varyingsystem,itisdifficultforPIDcontroltoachievetheidealcontroleffect.Fuzzycontrolisapplicabletononlineartimevaryingsystemandhasstrongrobustness.wecancombinetwocontrolalgor

8、ithmstoachievefuzzyPIDcontrol.FuzzyPIDcontrolcanachieveautotuningofPIDparameters.Theanglesensordetectthewindpendulumswingangle,andthedataissendtothemicrocontroller,microcontrollercontrolthemotorspeedthroughthecontrolalgorithmstoadjustth