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摘要: 球杆系统是研究控制理论的经典实验装置,球杆系统的非线性体现在导轨与导轨之间的摩擦,滑轮与皮带的摩擦,小球由于重力即使没有力的作用也会向下滑动,对不稳定的球杆系统有多种方法进行控制器的校正。 本次毕业设计主要应用了根轨迹,频率响应和PID法分别对控制器进行设计。首先运用拉格朗日定理建立了球杆的数学模型。然后运用三种方法分别对不稳定的球杆系统进行校正。 最后分别给出了以上三种控制方法的仿真结果,并且得出了三种控制方法的结论。
关键词:球杆系统;数学模型;根轨迹法;频率响应法;PID;仿真
目录 摘要 Abstract 1 绪论-1 1.1 课题研究目的及意义-1 1.2 国内外研究现状-1 1.2.1 球杆系统稳定控制研究-1 1.2.2 控制方法发展-1 1.3 论文结构安排-2 2 球杆系统的数学模型-3 2.1 球杆系统的结构-3 2.2 球杆系特性分析-3 2.3 球杆系统建模-3 3 根轨迹法设计-6 3.1 根轨迹的概念-6 3.2 根轨迹校正-6 3.2.1 增加开环零点-6 3.2.2 增加开环极点-8 3.2.3 同时增加零点极点-9 3.2.4 基于根轨迹法的Simulink仿真-11 3.3 本章小结-14 4 频率响应法-15 4.1 频率响应法的简介-15 4.2 频率响应校正-15 4.2.1 超前校正-16 4.2.2 基于根轨迹法的Simulink仿真-18 4.3 本章小结-21 5 PID控制器设计-22 5.1 PID参数的作用-22 5.2 PID校正-22 5.3 本章小结-25 结 论-26 参 考 文 献-27 致 谢-28 |