现代控制理论-作业-上机-实验2-深大.doc

《现代控制理论-作业-上机-实验2-深大.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、深圳大学实验报告课程名称：现代控制理论实验项目名称：基于状态反馈的闭环极点配置学院：机电与控制工程学院专业：自动化指导教师：郭小勤报告人：学号：班级：实验时间：2012-6-12实验报告提交时间：2012-6-16教务部制一实验目的了解采用状态反馈改善系统性能的方法，应用状态反馈方法配置直线型一级倒立摆系统的极点，设计控制器，并在倒立摆系统实验平台上实现一级倒立摆系统稳定运行。二实验任务与要求一、针对一级倒立摆系统，对于给定的动态性能指标（调节时间小于3秒，阻尼比0.5）确定闭环极点（参考值，），设计系统状态反馈阵的参数；二、在倒立摆系统平台上完

2、成极点配置控制实验。实验要保持倒立状态，当系统受到扰动后仍保持稳定。记录控制结果曲线，并进行讨论。三、重新选择一组(或多组)期望的闭环极点，设计系统状态反馈阵的参数，在倒立摆系统平台上完成极点配置控制实验，记录控制结果曲线，并和第二条的实验结果进行比较分析。三实验原理（1）实验原理若受控系统(A,B)完全能控，则通过状态反馈可以任意配置闭环极点。实验设计原理参见固高《倒立摆与自动控制原理实验》第82-89页。（2）实验步骤实验步骤参见固高《倒立摆与自动控制原理实验》第P92-97页。四实验设备与器件固高科技倒立摆实验系统五实验步骤（一）对于给定的动

3、态性能指标（调节时间小于3秒，阻尼比0.5）确定闭环极点（参考值，），设计系统状态反馈阵的参数如下运行后，波形如下：（二）给系统一个阶跃，其波形如下图：（三）重新选择一组(或多组)期望的闭环极点，设计系统状态反馈阵的参数其稳定后的波形如下所示：跟之前相比，稳定性更好。受到阶跃干扰之后，能迅速地达到稳定状态跟之前相比能更快地达到稳定。结论：通过配置不同的极点，求状态反馈阵，并在基本相同的扰动，观测扰动下的输出响应由上面的图可以看出在后来选用的极点，输出响应能较快，较平滑的，因此配置极点最合理的五、思考题(1)原系统为非线性系统，为什么可以用状态反馈方

4、法任意配置闭环极点。答：原系统虽然为非线性系统，但是在θ很小的時候，可以将系统线性化，线性化后的系统是完全可控的系统，因此可以用状态反馈方法任意配置闭环极点。(2)控制对象线性化后的输入、状态各是什么？系统阵A和倒立摆系统的什么有关？电机的模型是用什么表示的？答：控制对象线性化后的输入是F（外界给小车的力）；状态时x’、x’’、φ’、φ’’；系统阵A和倒立摆系统的稳定性和可控性相关联；电机模型用“ServoMotorControlExperiment”来表示。(3)实验中每台设备所用的控制模型是相同的，为什么结果不同？你认为是什么原因引起的？答：虽

5、然控制模型是一样的，但是每台设备的电机、各种硬件的摩擦系数可能不一样（硬件存在差别），随着使用的时间较长出现了不同程度的误差，这样导致了在控制是结果会不一样。同时，在控制时的环境不一样，也会对结果造成影响！，因此结果会不同！