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直线倒立摆的稳定控制算法设计【4张图纸】【优秀】

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直线倒立摆的稳定控制算法设计【4张图纸】【优秀】

直线倒立摆的稳定控制算法设计 66页 18000字数+说明书+开题报告+中期报告+4张CAD图纸 中期.doc 套筒.dwg 小带轮.dwg 直线倒立摆的稳定控制算法设计开题报告.doc 直线倒立摆的稳定控制算法设计论文.doc 装配图.dwg 轴承座.dwg 摘要    本文首先利用牛顿力学分析的方法和拉格朗日法建立了直线一级、二级、三级倒立摆实物系统的线性状态方程,并在此基础上分析了该系统是不稳定的,同时又是能控的和能观的。基于此本文设计了直线倒立摆系统的机械本体部分,研究了直线一级、二级、三级倒立摆系统的 PID、LQR和状态空间极点配置控制算法,同时利用 MATLAB/Simulink对各个算法进行分析,由仿真结果表明:对于像倒立摆这样的非线性模型,通过对其数学模型的建立,设计相应的控制器,并对其实现控制是可行的。 关键词:直线倒立摆;PID;LQR;状态空间极点配置;仿真 目 录 1 绪论1   1.1前言1   1.2倒立摆系统研究背景及意义1   1.3国内外倒立摆控制研究发展及现状2   1.4本文主要工作4 2 倒立摆机械系统设计及实现5   2.1 倒立摆简介5   2.2 倒立摆工作特性和工作原理5    2.2.1工作特性5    2.2.2系统工作原理5   2.3系统机械结构设计6    2.3.1底座设计6    2.3.2小车部分设计6    2.3.3 传动部分设计7    2.3.4 步进电机选择7 3 一级直线倒立摆系统的建模分析与仿真10   3.1一级倒立摆模型分析10    3.1.1系统可观可控性分析13    3.1.2系统阶跃响应分析14   3.2一级直线倒立摆控制器设计与仿真15    3.2.1PID控制器设计及算法仿真15    3.2.2 LQR控制器设计及算法仿真18    3.2.3状态空间极点配置控制设计及仿真20    3.2.4小结22 4 二级直线倒立摆系统的建模分析与仿真24   4.1二级倒立摆模型的分析24    4.1.1二级倒立摆稳定性分析29    4.1.2能控性能观性分析29   4.2二级直线倒立摆控制器设计与仿真30    4.2.1LQR控制器设计及算法仿真30

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