文档介绍：午韵大学硕士学位论文专业技术职务焦一曼一矍⋯燕热论文题目:燕置燕意熟照烈熹堡篓劁墨煞煞熊皇烹曼研究生姓名:学科、专业:Ⅱ
摘要关键词倒立摆是一个具有多变量、高阶、非线性、强耦合等系统特性的本征不稳定系统,是高校自动控制类专业实验室进行验证性、设计性、综合性和研究创新性实验、课程设计、毕业设计利科学研究的理想实验设备,因此,进行倒立摆控制系统的应用研究,对提高高校实验教学水平,拓展实验研究领域,具有十分重要的意义。本论文的主要日标是研究和设汁更具有小型化、模块化和多功能组合的环型倒立摆控制系统实验装置,实现并通过多种方式的模拟/数字控制器组成的计算机控制系统,来控制环型倒立摆的平衡,完成各种典型控制算法验证和先进控制算法的研究与验证。论文中用到经典控制理论、线性控制理论和模糊控制理沦。本论文首先阐述了倒立摆稳定控制的意义、研究发展过程和现状,设计了倒立摆控制系统组成结构,并根据倒立摆控制性能的要求,对倒立摆控制系统的各单元电路进行了分析和设计,包括:角位移一电信号转换电路、倒立摆状态观测器电路、模拟控制器电路、基于テ挚刂破鞯缏泛偷沽赑功放电路,并对控制系统的优化方案进行了讨论,完成基于テ氖挚刂破鞯目刂系统的硬件电路和软件的联机调试。摆的运动特件进行了仿真,并对倒立摆系统的稳定控制策略进行了多方位的研究,完成大量的仿真研究工作,得山各种控制策略的控制效果和结论。本论文的完成,以完善高校控制类相关专业实验教学内容、提高实验研究水平为目标,进行了倒立摆系统的多方位控制实验研究,取得一定成果。论文以一定的理论为基础,既有实际控制系统设计过程,又有系统控制策略研究与仿真,而且研究对象相当典型,因此,本课题有重大的理论意义和实际意义。实验教学,环型倒立摆,单片机,,,控制策略论文中以环型一级、二级倒立摆系统的数学建模为基石肕缘沽虽后,对本沦文进行了总结,对下一步要进行的工作提出了自己的设想。
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蹶轴卜书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贞献均已在论文中作了明关于学位论文使用授权颐本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论原创性声明本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导械难芯抗ぷ骷叭〉玫难究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致澍的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证确的说明。作者签名:文,允许学位论文被查阅和借阅;学校町以公布学位论文的全部或部分内容,町以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文;学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。师签名:
一卜第一章绪论倒立摆系统简介倒谑且桓龇窍咝浴⒏呓撞晃榷ā⒍啾漩鞠低常窃谑笛轳附信≈评砺鬯法研究的理想对象,涉及有关力学、数学、电学、计算机学等多个学科知识的综合系统。所以,有关倒立摆的稳定控制问题,得到了世界各因控制理论研究者的高度倒立摆系统有以下几种形式“:直线型倒立摆、平面型倒立摆,环型倒盘摆、柔性连接倒立摆系统,柔性倒立摆系统和、钡刃问降牡管谙统,它们主要是机械结构不同而已,其本质为线性欠冗余机电系统。因此,对系多级倒立摆系统分为:串联型倒芷摆系统和并联倒盘摆系统。目前图内外广泛研究的对象差要是多级的直线犁倒正摆、环型倒芷摆和旋转型倒盘摆。它足最常见倒立摆系统,也称牟摆装置,根据目前的研究它又分为、运动的小车以及一端固定于小车之上的匀质长杆组成的系统,小车町以通过转动装应用,它抽象于工程应用之中,并涵盖了实际应用的诸多因素,且适用于多种控制重视。统的研究手段和研究方法具有相似性。毕咝偷沽级车摆,典型结构图如图荆贾幸匀冻蛋谖@怯散蚨∫匝刂毕叩脊置由力矩电机、步进电机、直流电机或者交流伺服电机驱动,车的导轨一般有固定的行程,因『面小车的运动范围都是受到限制的。沸偷沽图冻敌偷沽谑疽馔秚。论文鸽一节绪论传感器
臂的转动来控制倒摆的倒立,整个系统复杂、不稳定。其他还有乎面倒茳摆系统、柔性连接倒茳摆系统、以及蹹一峰形式的倒芷摆系统,已经肯很多文献有过介绍,鉴芯坎皇莧F毡榍矣氡环型倒芷摆也称杆摆式倒芷摆,如图卜荆贾幸远段@灰笞阌伤平放青的摆杆和连在其端接的自由倒摆组成,原理上也町以看成足车摆的轨道为圆轨情况,摆杆是通过传动电机带动旋转的。此倒摆设计好了可以摆脱普通年摆的行程限制,但是同时带来了一个新的作线性因素:离心力作用。J降沽这黾的旋转式倒立摆不同于第二种环型倒立摆,它的摆杆足在峰直平面内旋转的,而环型倒芷摆的摆杆是在水平面旋转的,如图尽M贾械管瓢系统足单级旋转倒茳摆。将摆杆安装在与电机转轴相连的旋臂上,通过电机带动旋文关系不十分密切,这哩介绍从略。图卜痘沸偷沽谖锢砟P图ゼ缎J降沽谙低彻