基于labview的倒立摆控制系统设计

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1、本科毕业设计基于LabVIEW的倒立摆控制系统设计姓名学院信息与电气工程学院专业电气工程及其自动化年级学号指导教师2014年5月15日独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。此声明的法律后果由本人承担。作者签名：年月日毕业论文（设计）使用授权声明本

2、人完全了解鲁东大学关于收集、保存、使用毕业论文（设计）的规定。本人愿意按照学校要求提交论文（设计）的印刷本和电子版，同意学校保存论文（设计）的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存论文（设计）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布论文（设计）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者：年月日目录1引言22倒立摆系统组成和LABVIEW介绍22.1倒立摆系统组成22.1.1倒立摆分类22.2LABVIEW简介32.2.

3、1LABVIEW控件的简单介绍43倒立摆系统的建模与分析53.1倒立摆系统的建模53.1.1倒立摆系统建模原理63.1.2系统状态空间模型73.1.3系统传递函数模型83.1.4系统的前面板和程序框图93.2LQR的分析与设计123.2.1LQR的建模123.2.2LQR的VI设计143.3基于LABVIEW的仿真163.3.1VI的设计163.3.2VI的实时仿真194总结与展望224.1总结224.2展望23参考文献23致谢24鲁东大学本科毕业设计基于LabVIEW的倒立摆控制系统设计张明法

4、（信息与电气工程学院，电气工程及其自动化专业，2010级3班,）摘要：倒立摆是一个高阶次、不稳定、多变量、非线性、强耦合系统，其原理是《现代控制理论》中最基本最具有代表性的原理[1]。本文采用LabVIEW8.5软件对倒立摆系统进行建模，建模采用牛顿受力分析定律，得到系统的状态空间模型、传递函数模型以及对系统的稳定性的分析。应用线性二次型最优控制算法（LQR)[2]控制系统的稳定性，最终实现了倒立摆控制系统的建模、计算、分析等计算机仿真过程,验证倒立摆控制系统设计的有效性。关键词：倒立摆；Lab

5、VIEW；二次型最优控制算法;InvertedPendulumControlSystemDesignBasedonLabVIEWZhangMingfa(MajorofElectricalEngineeringandAutomation,SchoolofInformationandElectricalEngineering)Abstract：Invertedpendulumisahigher,multivariateandnon-linearsystem,withcharacteristicsof

6、instabilityandclosecoupling.ItisthemostfundamentalandrepresentativeprincipleinTheoryofModernControl.ThispaperusesLabVIEW,acontrolsimulationsoftwaredevelopedbyNI,tovisualizesimulation.Inordertoimplementmodeling,calculation,analysisandothercomputersimu

7、lationunderinvertedpendulum,itintroducescontrolsystemdesignofLabVIEW8.5.FirstbyusingNewton’smechanicstheory,modelingdemonstratesstatespacemodelandtransferfunctionmodelofinvertedpendulumanditsstableanalysis.ThenthispaperusesLQR(LinearQuadraticRegulato

8、r)tocontrolthestabilityofthissystem.FinallyitintroducesLabVIEWtoimplementsimulationandverifythevalidityofinvertedpendulum.Keywords:invertedpendulum;LabVIEW;LQR.24鲁东大学本科毕业设计1引言谈到倒立摆系统我们并不陌生，在我们的接触当中，它由一个摆杆和小车构成。其工作原理简单易懂：首先让小车做直线运动，此时摆杆开始摆动，一段时间后，加入控制