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Matlab Simulink環(huán)境下電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告
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  • 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
    　�。�1）完成Matlab Simulink環(huán)境下電機(jī)控制實(shí)現(xiàn)；
    　�。�2）完成.直線倒立擺建模、仿真與分析；
    　�。�3）完成直線一級(jí)倒立擺PID控制實(shí)驗(yàn)：
    　　　　1）理解并掌握PID控制的原理和方法，并應(yīng)用于直線一級(jí)倒立擺的控制；
    　　2）在Simulink中建立直線一級(jí)倒立擺模型，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法調(diào)整PID參數(shù)并仿真波形；
    　　　　3）當(dāng)仿真效果達(dá)到預(yù)期控制目標(biāo)后，下載程序到控制機(jī)，進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)并獲得實(shí)際運(yùn)行圖形。倒立擺是進(jìn)行控制理論研究的典型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，它是一個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)。PID 控制器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易調(diào)節(jié)，且不需對(duì)系統(tǒng)建立精確的模型，在控制上應(yīng)用較廣。系統(tǒng)描述如下：小車由電機(jī)通過(guò)同步帶驅(qū)動(dòng)在滑桿上來(lái)回運(yùn)動(dòng)，保持?jǐn)[桿的平衡。電機(jī)編碼器和角度編碼器向運(yùn)動(dòng)控制器反饋小車和擺桿的位置（線位移和角位移）。 本次實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是：利用MATLAB在Simulink 中建立直線一級(jí)倒立擺模型，通過(guò)調(diào)節(jié)PID參數(shù)和觀察示波器波形，來(lái)滿足系統(tǒng)響應(yīng)快、穩(wěn)定時(shí)間短、超調(diào)量小的要求，實(shí)時(shí)控制不銹鋼導(dǎo)軌上的小車的運(yùn)動(dòng)，使小車上的一級(jí)倒立擺桿保持在垂直倒立狀態(tài)；比較擺桿的波形圖來(lái)分析控制的效果。
    二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程
    　　　1. 實(shí)驗(yàn)原理
    　�。�1）Matlab Simulink環(huán)境下電機(jī)控制實(shí)現(xiàn)
    　　 實(shí)驗(yàn)對(duì)象為倒立擺系統(tǒng)上的交流伺服電機(jī)。將運(yùn)動(dòng)控制器當(dāng)前軸設(shè)定成速度控制模式，用戶需要設(shè)定最大速度和加速度兩個(gè)參數(shù)。該模式下，開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)將以設(shè)定的加速度連讀加速到設(shè)定的最大速度，運(yùn)動(dòng)方向由速度的符號(hào)確定。
    　�。�2）直線倒立擺建模方法
    　　對(duì)于倒立擺系統(tǒng)，由于其本身是自不穩(wěn)定的系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)建模存在一定的困難，但忽略一些次要因素后，它是一個(gè)典型的剛體系統(tǒng)，可應(yīng)用經(jīng)典力學(xué)理論，建立系統(tǒng)的狀態(tài)方程數(shù)學(xué)模型。
    　�。�3）直線一級(jí)倒立擺PID控制原理
    經(jīng)典控制理論的研究對(duì)象主要是單輸入單輸出的系統(tǒng)，控制器設(shè)計(jì)時(shí)一般需要有關(guān)被控對(duì)象的較精確模型。PID控制器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)...
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