资源描述：
《毕业论文--基于ARM的倒立摆系统研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、毕业设计说明书基于ARM的倒立摆系统研究仪器与电子学院学生姓名：学号：微电子学学院：专业：指导教师：2016年6月基于ARM的倒立摆系统研究摘要随着工业、农业、交通运输和国防等方面的不断发展，在这些方面都离不开较高的控制性能，自动化控制就有了很大的应用舞台。从二十世纪五十年代到现在，人们对倒立摆的研究不断加深。倒立摆是一种研究控制理论的实验设备，它具有高阶次、强耦合、非线性、多变量、不稳定等特点的系统。倒立摆已经由一级发展到了多级，控制手段也是多种多样。并且倒立摆还具有结构简单，价格低廉等优点，被人们应用和推广在很多领域，尤其是高校的自动化控制教育领域。本设计采用ST
2、M32F103单片机为核心控制器设计一个一阶旋转倒立摆控制系统。该系统控制算法采用PID控制算法。本系统主要包括三大部分，硬件系统的设计；MATLAB仿真；程序调试。本系统在无外部干扰的情况下可以保持3°内的偏差，保持五十分钟以上不倒。关键词：单片机，PID，自动控制，MATLAB仿真。ResearchoninvertedpendulumsystembasedonARMabstractWiththecontinuousdevelopmentofindustry,agriculture,transportationandNationalDefenseScienceand
3、technology,intheseareascannotbeseparatedfromthehigherperformanceofcontroltechnology,Automationcontrolisofgreatuse.From1950stothepresent,theresearchoftheinvertedpendulumhasbeendeepened.Invertedpendulumisakindofexperimentalequipment,whichhashighorder,strongcoupling,nonlinear,multivariable
4、,unstableandsoon.Theinvertedpendulumhasbeendevelopedfromonestagetoanother,andthecontrolmethodisalsovaried.Theinvertedpendulumhastheadvantagesofsimplestructure,lowpriceandsoon.Ithasbeenappliedandpopularizedinmanyfields,especiallyinthefieldofautomaticcontroleducationinCollegesanduniversit
5、ies.ThisdesignusestheSTM32F103MCUasthecontrollertodesignafirstorderrotaryinvertedpendulumcontrolsystem.ThesystemcontrolalgorithmusingPIDcontrolalgorithm.Thissystemmainlyincludesthreeparts,hardwaresystemdesign;MATLABsimulation;programdebugging.Intheabsenceofexternalinterference,thesystem
6、cankeepthedeviationwithin3degrees,andkeepthesystemstableformorethan50minutes.Keywords:MCU,PID,automaticcontrol,MATLABsimulation.目录1绪论11.1研究目的和意义11.2国内外发展现状11.3本说明书内容22总体方案设计32.1设计任务32.2方案流程32.2.1倒立摆构成32.2.2倒立摆原理42.2.3组件选型42.2.4控制算法53硬件电路设计63.1原理图设计63.1.1电源模块63.1.2按键模块73.1.3USB转TTL模块73.1
7、.4单片机最小系统83.1.5隔离USB转TTL103.2PCB版图设计113.3电路调试124PID算法仿真144.1建立PID控制器模型144.2建立PID仿真模型154.3PID仿真154.3.1P项仿真154.3.2I项仿真164.3.3D项仿真175程序设计185.1了解STM32F103系列单片机的构架和程序设计方法185.2传感器程序设计195.3PID算法程序设计235.4PID参数调试245.4系统测试256总结28参考文献29致谢31附录主要程序321绪论1.1研究目的和意义对于倒立摆系统的研究即设计一个让摆杆快速到达竖直向上的位
