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结合创新课程需要,以提高自动化类学生的理论结合实践能力为出发点,基于STM32设计并制作了一阶旋转倒立摆实验装置。该装置采用并级双闭环PID控制策略,一个控制旋转臂角度,一个控制摆杆倒立角度,实现了对一阶旋转倒立摆的起摆和稳摆控制(起摆时间为3 s,受扰动后的调节时间为0.4 s),并给出了一阶旋转倒立摆装置的总体设计方案、硬件电路和软件设计过程。实践表明,该装置搭建方便,易于理解和掌握知识点,适合于自动化类学生学习使用,可以有效调动学生的学习积极性,培养其深入思考能力,激发其创新思维。 相似文献
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倒立摆是控制领域一个经典的实验对象,其系统本身是计算机、机器人、传感器、控制等多种技术的有机结合。由于倒立摆系统本身具有不稳定性、高阶次、多变量、非线性和强耦合等特性,对其进行控制可以形象直观的反映控制器的控制效果。倒立摆作为一个典型的教学和研究设备,可以用于实现各种已有的控制理论和方法,也可以作为新的理论和控制方法的检验工具。同时,倒立摆控制和火箭的姿态控制以及步行机器人的稳定控制有很多相似之处,基于倒立摆实验产生的理论和方法在实际中也将有很多应用。本论文对基于2-DOF（Degree of freedom）倒立摆进行了运动学和动力学分析,得到它的状态方程。 相似文献
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倒立摆系统以其自身的不稳定性为系统的平衡提出了难题,也因此成为自动控制实验中验证控制算法优劣的极好的实验装置.文章分析了单级倒立摆的系统结构、数学模型以及系统的稳定性和可控性,采用BP神经网络控制对倒立摆进行了成功的控制,并在MATLAB中获得了良好的仿真效果. 相似文献
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基于线性二次型最优控制策略的倒立摆实验系统搭建 总被引：1，自引：0，他引：1
以自动控制领域典型的实验、教研设备——倒立摆系统作为研究对象,在建立了倒立摆系统数学模型的基础上,采用线性二次型最优策略进行控制,并利用MFC实现了人机交互,自主搭建了一套直线型一级倒立摆实验系统。系统的成功起摆与保持倒立控制的实现,验证了建模的正确性与控制方式的有效性。 相似文献
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以固高GIP-200L二轴倒立摆实验系统为对象,研究了二轴倒立摆系统的平衡控制问题。首先利用拉格朗日方法建立了二轴倒立摆系统的数学模型,利用极点配置方法进行控制器设计,然后在Matlab环境下利用Simulink对倒立摆系统进行了非线性仿真研究。实验结果表明本文所设计的控制器能够达到倒立摆系统的平衡控制要求。 相似文献
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当倒立摆的摆角和摆速在一定范围内变化时,分别采用三个模糊集"负、零、正",对倒立摆系统的数学模型方程进行模糊化,得到7条Sugeno型模糊规则,根据系统参数及摆角和摆速的值,得到对应模糊规则下倒立摆系统的数学模型方程,然后对每个区域选择期望的闭环极点,设计出极点配置状态反馈控制器,对倒立摆系统进行控制,仿真结果力证了此方法的有效性。 相似文献
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《实验室研究与探索》2015,(5)
由于直线二级倒立摆系统中,小车和倒立摆速度不能直接测量,所以尝试采用基于输出反馈控制器的鲁棒H∞控制方法对二级倒立摆进行控制。首先,利用Lyapunov稳定性理论并结合LMI技术进行输出反馈控制器的设计,然后在Matlab环境下对倒立摆系统进行仿真研究。实验结果表明,本文所设计的输出反馈控制器是令人满意的。 相似文献