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相似文献
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1.
通过Lagrange方程建立倒立摆系统的模型,在平衡点处对模型线性化;由于摆杆及旋转臂的角速度不可测量,研究了一阶旋转倒立摆在不稳定平衡点处的状态观测器设计问题;分别采用极点配置和线性二次型最优控制策略设计了平衡控制器;采用能量控制策略设计了一阶旋转倒立摆的起摆控制器。采用Matlab/Simulink工具完成了仿真环节,并在实验中成功实现了对倒立摆的平衡控制和起摆控制,验证了平衡控制器和起摆控制器的有效性。该实验应用于自动控制相关课程教学,方便高效,具有较好的实验演示效果。  相似文献   

2.
针对加拿大Quanser公司提供的旋转二级倒立摆实验装置,利用Lagrange方程进行系统建模,并将双闭环模糊控制方案应用到旋转二级倒立摆模型上。双闭环结构中,内环控制下摆杆角度,外环控制上摆杆角度,针对内外环分别设计了模糊控制器。实验结果表明,该方案简单、可行,并在实时控制中具有良好的控制性能。  相似文献   

3.
提出了基于52单片机和PID控制算法采用角位移传感器控制直流力矩电机的旋转倒立摆的设计方案.实验表明该倒立摆系统稳定、结构简单、成本低、控制容易,实现摆角超过-60度到60度及整个圆周运动,当摆杆处于倒立姿态时施加外力干扰,能在5s内恢复倒立,并且保持倒立时间超过10s.  相似文献   

4.
针对当前自动化专业理论教学与实践教学脱节、实践教学形式化、模式固化的情况,以倒立摆控制实验教学为例,讨论如何加强学生理论与实践结合的能力,提高学生的动手能力和工程素养,探索培养自动化卓越工程师的实现途径。  相似文献   

5.
基于自动化专业应用型人才培养的探索与实践,并结合自动化专业教学和科研的实际经验,产学研相结合,开发实现了基于NI ELVIS的直线电机创新实验平台。该平台充分利用了NI ELVIS和LabVIEW的优点,实现了NI ELVIS和直线电机的软硬件的联接;实验设计以创新和实际能力培养为目标,增强学生分析问题与解决问题的能力,通过选取不同的控制策略,可实现直线电机跟踪正弦曲线的控制和直线倒立摆控制系统的综合实验,从而使学生加深对控制基本理论与基本概念的理解,培养创新思维和创新能力。  相似文献   

6.
自动控制原理是电气信息类学生的一门重要专业课,本文设计了基于倒立摆系统的自控原理辅助教学实验,使理论与实践相结合,有利于学生理解控制理论中的一些重要概念,了解实际系统的控制设计过程。同时可拓展学生的知识面,培养学生科研能力和创新思维能力。实践证明倒立摆教学实验具有很好的辅助教学效果,适于推广到一般二类本科院校的自控原理教学中。  相似文献   

7.
旋转倒立摆系统应用广泛,但是传统设计中存在成本较高、功耗较大等问题.针对该难题,提出利用32位低功耗嵌入式芯片STM32作为主控制器、以增量PID和惯性起摆为控制算法的解决思路.通过连续多次采样角度传感器WDX35D,STM32将获取的数值进行增量PID计算并产生PWM信号,使BTS7960能够快速、平滑地驱动伺服电机,实现摆杆进入稳定的倒立状态.实践表明,该倒立摆稳定、可靠、运行平滑、抗干扰能力强,具有低成本、低功耗等优点.  相似文献   

8.
对具有非线性、多变量特性的一阶倒立摆系统镇定控制问题进行研究.设计一种基于固定时间降维观测器的最优镇定控制算法.针对实际的倒立摆速度信息与角速度信息不可测的问题，设计固定时间降维观测器，在降低观测器系统维数的同时，相较于传统的固定时间算法，其观测误差收敛时间可以任意配置，且与系统初值无关；设计最优控制性能指标函数并调节指标权重，结合降维观测器的状态反馈，实现倒立摆LQR最优镇定控制.Matlab仿真结果表明，该观测器算法与控制策略具有一定的有效性.通过中科深谷的一级倒立摆实物平台验证了该算法的实用性.  相似文献   

9.
单级旋转倒立摆系统是一种典型的非线性、不稳定的控制对象和广泛应用的物理模型。本文介绍了单级旋转倒立摆的构成以及系统结构,并设计了模糊控制器。以加拿大Quanser公司生产的旋转倒立摆系统为研究对象,进行了实验研究。实验结果表明该模糊控制器在动态指标和稳态精度方面都有明显的优越性。  相似文献   

10.
针对现有倒立摆实验平台占地空间大、价格贵,控制器接口封闭等问题,该文设计出结构紧凑,硬件可视化、接口开放化、模块化的倒立摆实验平台。首先建立了直线倒立摆数学模型,并搭建出控制系统仿真模型。然后结合根轨迹法和SISO工具完成位置环和角度环的控制器设计与仿真,同时对控制系统进行仿真与波形分析。构建基于微处理器的直线倒立摆实验平台,最后进行软硬件实验测试与结果分析。实验结果表明,所提出的控制策略可以实现倒立摆直立控制,直线倒立摆实验平台能满足综合性实验教学要求,有利于提高学生设计、应用、创新及解决实际工程问题的能力。  相似文献   

11.
基于NI-ELVISⅡ虚拟仪器实验平台设计开发了倒立摆平衡控制实验系统。首先分析了倒立摆的控制原理,建立了倒立摆控制系统的数学模型,设计了二次型最优控制器;然后在LabVIEW环境中,设计了倒立摆平衡控制实验的前面板,并进行了仿真和实验研究。实验结果表明:该倒立摆实验系统具有良好的创新性,利用此系统学生可以自行开发不同的控制方法,从而激发学生学习控制理论的兴趣,调动学生的主动性,进一步提高实验教学质量。  相似文献   

12.
结合卓越工程师教育培养计划以及《自动控制原理》课程的特点,以培养学生创新、实践能力为指向,在课程教学中融入工程案例进行讲解。本文以一级直线倒立摆的典型非线性不稳定系统为案例,将系统建模、稳定性、可控性等特性分析和极点配置控制设计的内容与倒立摆案例直接关联,帮助学生更好地理解自控原理教学内容与实际工程技术表现形式间的关系。  相似文献   

13.
针对现代控制理论实验资源紧张问题,提出一种基于倒立摆机理模型的开放式虚拟仿真系统开发方法。首先,根据装置机理建立倒立摆系统的状态空间模型;然后应用LabVIEW软件绘制倒立摆装置操作界面,并编制后台程序实现其模型仿真;最后利用OPC技术实现虚拟仿真系统变量数据的共享,以方便学生测试控制算法。该仿真系统不但具有良好的人机交互界面,能够较好地模拟真实实验装置,而且具有很好的开放性,为学生自主编程留下了充足空间,有助于其创新能力培养。  相似文献   

14.
倒立摆系统的稳定控制是控制理论中的典型问题,在倒立摆的控制过程中能够有效反映控制理论中的许多关键问题,如非线性、鲁棒性、跟踪问题等。文章基于Quanser平台,在Matlab/Simulink中搭建了旋转单级倒立摆实时控制系统,对其进行了建模分析,并设计了PID控制器。从仿真结果可以看出,PID控制器实时控制效果较好,倒立摆摆杆角度响应平滑,抖动小。  相似文献   

15.
旋转式倒立摆系统控制策略研究   总被引：1，自引：0，他引：1  
介绍了一种新型的旋转式倒立摆实验装置,对其系统模型进行动力学分析,建立了一个四阶状态空间方程。分别采用状态反馈和最优控制方法对其进行仿真研究,在此基础上实现倒立摆实时稳定控制。  相似文献   

16.
针对现代控制理论课程内容理论性较强、概念抽象、计算复杂、学生学习积极性不高等问题,将案例教学引入到整个教学体系中。以单级倒立摆系统为对象进行案例设计,将极点配置方法和LQR方法运用到单级倒立摆系统中,经过仿真及实物控制表明,两种方法均取得良好的控制效果。通过该案例教学,激发了学生学习兴趣,提高了学生运用所学理论知识解决实际工程应用的能力。  相似文献   

17.
一阶倒立摆的 PID 控制   总被引：2，自引：0，他引：2  
倒立摆系统是自动控制理论课的理想实验对象，本文介绍了一阶倒立摆系统的构成和数学模型，设计了PID控制器，在MATLAB环境下进行仿真，并在实验装置上进行了实验。  相似文献   

18.
以倒立摆的摆角控制系统为研究对象,分别采用传统Terminal滑模控制(TSM)、非奇异Terminal滑模控制(NTSM)、快速Terminal滑模控制(FTSM)和非奇异快速Terminal滑模控制(NFTSM)进行仿真实验。采用Matlab/Simulink软件建立了系统的仿真实验系统,分析和讨论了实验结果。该仿真实验有助于对Terminal滑模控制的理解,能够培养学生的编程能力和工程意识,激发学生的学习兴趣和创新精神。  相似文献   

19.
倒立摆控制实验系统中的算法研究   总被引：1，自引：2，他引：1  
本文介绍了倒立摆实验系统的工作原理，利用一种可以进行结构和参数学习的模糊神经网络成功地控制一级倒立摆。该网络是一种多层前馈网络，它将传统模糊控制器的基本要件综合到网络结构中，使该网络既具备神经网络的低级学习能力，还具备模糊逻辑系统类似人的高级推理能力。  相似文献   

20.
工程项目教学方法是建立在建构主义理论基础上的新的教学方法。针对计算机控制类课程教学模式进行改革,采用工程项目驱动教学模式,探讨了该模式下教学项目的设计原则;自主开发了随动系统、直线吊摆、直线倒立摆、旋转倒立摆等多种控制实物对象;为自动控制原理、计算机控制系统、运动控制、现代控制理论、最优控制、伺服系统、专业课程设计、专业实验、现代控制系统设计开设了实验课程。培养了大量具有自主设计能力的本科生和研究生,取得了多项教学研究成果,建设了包括国家级精品课在内的多项精品课程。最后,指出了工程项目教学法需要注意的问题。  相似文献   

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