[工学]直线一级倒立摆控制系统仿真课程设计报告.pdfVIP

系统仿真 课程设计报告 设计题目 直线一级倒立摆控制 专 业 自动化 学生姓名 班级学号 指导教师 开课日期2010 年 3 月 1 日 至2010 年 3 月 14 日 南 京 邮 电 大 学 自 动 化 学 院 《直线一级倒立摆控制》课程设计报告 目录 一﹑课程设计题目：2 二、设计要求：2 1） 绘制直线一级倒立摆开环根轨迹图、Bode 图和奈奎斯特图，并判断稳定性。.2 2 ） 用根轨迹法设计控制器，使得校正后系统的要求如下：4 3 ） 通过改变控制器的极点和零点，得到不同的控制效果 11 1. 只改变零点 11 2. 只改变极点 13 3. 只改变Kc 15 G (s) 4 ） 用频域响应法设计超前校正控制器 c ，使得系统的静态位置误差常数为10， 相位裕量为50°，增益裕量等于或大于10 分贝。给出阶跃响应曲线。 17 5 ） 设计PID 控制器，并给出控制效果。20 三 实验小结：28 四．参考文献29 五．附录29 1 《直线一级倒立摆控制》课程设计报告 一﹑课程设计题目： 直线一级倒立摆控制 直线一级倒立摆系统输入为小车的加速度，输出为倒立摆系统摆杆的角度， (s) 0.02725 被控对象的传递函数为： 2 V( s) 0.0102125 s 0.26705 给系统施加脉冲扰动，输出量为摆杆的角度时，系统框图如图1-1所示。 图 1-1-1 直线一级倒立摆闭环系统图（脉动干扰） 二、设计要求： 1）绘制直线一级倒立摆开环根轨迹图、Bode 图和奈奎斯特图， 并判断稳定性。 (s) 0.02725 由题意可知：G(s) V(s) 0.0102125s 2 0.26705 Matlab 程序如下： m=tf([0.02725],[0.0102125 0 -0.26705]); figure(1) rlocus(m) figure(2) bode(m) figure(3) nyquist(m) 则Matlab 绘制的直线一级倒立摆开环根轨迹图如图2-1-1 所示、波特图如 2 《直线一级倒立摆控制》课程设计报告 图2-1-2 所示、奈奎斯特图如图2-1-3 所示。 图2-1-1开环根轨迹图 图2-1-2 波特图