摘要直线倒立摆控制系统是工业控制和现代控制技术领域典型的控制模型之一，如何设计其优良的控制系统，可以检验许多实际工业控制策略的有效性。本文用牛顿—欧拉方法建立直线一级倒立摆系统的数学模型，通过伯德图和经典的控制系统设计技术，用频域设计方法给出系统的校正装置,使其稳定，且瞬态响应和稳态精度都得到改善。最后，以Matlab软件语言为开发平台，给出相应的控制校正装置设计和系统模拟仿真结果。65585

毕业论文关键词  频率响应  倒立摆  Matlab仿真

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title    Frequency Response Method Analysis of Linear Inverted Pendulum Control System                 

Abstract

Linear inverted pendulum control system is one of the typical control models in industrial control and modem control technology. How to design its good control system can test the effectiveness of many actual industrial control strategies. In this paper, using Newton-Euler method to establish mathematical model of linear inverted pendulum system. Through the Bird figure and the classical control system design technology, with the frequency domain design, the correction device of the system is given. It makes the inverted pendulum stable, and the transient response and steady-state precision is improved. Finally, Matlab software language as the development platform, gives the corresponding control calibration device design and system simulation result.

Keywords  Frequency response  Inverted pendulum  Matlab simulation

目   次

1  绪论 1

1．1  倒立摆系统组成、种类及常见算法 1

1.1.1  倒立摆组成及种类 1

1.1.2  常见算法 2

1．2  倒立摆系统的研究发展 2

1.2.1  倒立摆系统在国外的研究现状 2

1.2.2  倒立摆系统在国内的研究现状 3

1．3  本文主要研究内容 4

1．4  本章小结 4

2  直线一级倒立摆系统的数学建模 5

2．1  倒立摆系统的受力分析 5

2．2  建立倒立摆系统的运动方程 6

2．3  建立倒立摆系统的传递函数 7

2.3.1  摆杆摆角 与力F的传递函数 8

2.3.2  摆杆摆角 与加速度 的传递函数 8

2．4  建立倒立摆系统实物的传递函数 8

2.4.1  摆杆摆角 与力F的实物传递函数 9

2.4.2  摆杆摆角 与加速度 的实物传递函数 9

2．5  本章小结 9

3  直线一级倒立摆系统的分析 10

3.1  控制系统的稳定性概念 10

3.2  控制系统的稳定性判定方法 10

3.2.1  代数稳定性判据 10

3.2.2  乃奎斯特稳定性判据 10