倒立摆控制系统设计,倒立摆实验报告

上一章中我们讨论了简单一阶倒立摆的LQR控制，本节我们仍然以倒立摆为例，讲讲理想状态下一阶倒立摆带位置控制的LQR控制器设计，并使用李雅普诺夫稳定性判据证明我们设计的控制器能够保持稳定，同时再在本页中，我们将为倒立摆系统设计一个PID 控制器。在设计过程中，我们将假设一个单输入、单输出设备，其传递函数如下。除此以外，我们将尝试在不考虑小车位置的情

摘要：对单级倒立摆系统的平衡控制问题进行了研究.。首先建立了系统的数学模型，然后采用PID 方法设计控制器，最后对控制系统进行了仿真实验研究. 仿真实验(theta) 倒立摆与垂线的角度我们会用不同的方法设计该系统的控制器：PID,根轨迹，频域分析，状态空间。由于PID,根轨迹以及频域分析法最适合SISO系统的分析研究，因此用这三种方法的时

倒立摆是一个在竖直平衡位置上方的摆杆，通过控制一些关节的力矩使其保持平衡。以下是一个倒立摆控制系统的设计过程。第一步：建立动力学模型首先，需要建立倒立摆的动力学模状态与输入状态对应，控制直流电机转向。输出端的二极管为续流二极管，起保护电动机线圈的作用。3倒立摆控制系统的软件设计3.1控制算法本系统采用PID控制算法，PID算法适用于负荷变