基于matlab的倒立摆设计,基于matlab的倒立摆设计.doc

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摘要IAbstract.II第一章绪论11.1倒立摆的研究背景.11.2国内外现状.21.3应解决的问题和技术要求.21.4工作内容.3第二章MATLAB仿真软件及应用.42.1MATLAB软件的基本介绍42.1.1软件概述42.1.2软件的构成部分.52.2MATLAB的仿真5第三章倒立摆系统及数学建模73.1倒立摆系统的组成.73.1.1系统组成及分类.73.1.2倒立摆的控制方法.73.1.3实验设备简介83.2模型的建立.93.2.1模型的推导原理.93.2.2直线一级倒立摆数学模型的推导.93.2.4采用MATLAB语句形式进行仿真.15第四章PID控制理论.174.1PID控制概述174.2PID的控制规律.184.3PID控制原理的特点204.4PID参数的调整20第五章直线一级倒立摆的PID设计及仿真225.1PID控制器的设计225.1.1PID控制系统设计原理.225.2PID控制器设计MATLAB仿真.255.2.1摆杆角度控制算法仿真255.2.2小车位置控制算法仿真285.2.3结果分析.29总结.30致谢.31参考文献.32I摘要自动控制原理(包括经典部分和现代部分)是电气信息工程学院学生的一门必修专业基础课，课程中的一些概念相对比较抽象，如系统的稳定性、可控性、收敛速度和抗干扰能力等。倒立摆控制系统是一个复杂的、不稳定的、非线性系统，是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。对倒立摆系统的研究能有效的反映控制中的许多典型问题：如非线性问题、鲁棒性问题、镇定问题、随动问题以及跟踪问题等，对倒立摆系统的研究在理论上和方法上都有深远的意义。通过对倒立摆的控制，用来检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。本设计以倒立摆为控制对象，设计PID控制器，利用Matlab软件对倒立摆模型的响应进行仿真，分析控制器参数对倒立摆响应的影响。关键词：一级倒立摆；PID控制器；MATLAB仿真IIAbstractAutomaticcontroltheory(includingclassicalpartsandmodernparts)isacompulsoryspecializedfundamentalcourseofthestudentsmajoredinelectricalengineering.Someofthecurriculumconceptisrelativelyabstract,suchasthestability,controllability,convergencerateandtheanti-interferenceabilityofsystem.Thecontrolofinvertedpendulumsystemisanonlinearcomplex,unsta

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