現(xiàn)代控制理論作業(yè)上級(jí)實(shí)驗(yàn)1深大

1、深 圳 大 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 課程名稱： 現(xiàn)代控制理論 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱： 倒立擺模型建立與仿真 學(xué)院： 機(jī)電與控制工程學(xué)院 專業(yè)： 自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 郭小勤 報(bào)告人： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 09自動(dòng)化03 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 2012-6-12 實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交時(shí)間： 2012-6-16 教務(wù)部制 倒立擺模型建立與仿真 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑鰪?qiáng)狀態(tài)空間表達(dá)式的理解和應(yīng)用，通過(guò)直線型一級(jí)倒立擺系統(tǒng)的具體對(duì)象，展現(xiàn)非線性系統(tǒng)線性化的應(yīng)用和特點(diǎn)，提高仿真計(jì)算和應(yīng)用Matlab進(jìn)行系統(tǒng)分析的能力，并為后續(xù)章節(jié)的有關(guān)系統(tǒng)穩(wěn)定性提供感性認(rèn)識(shí)。二 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1） 建立倒立擺的非線性狀態(tài)空間表達(dá)式；（2） 建立倒立擺的線性狀態(tài)空間表

2、達(dá)式；（3） 在兩種模型下，在matlab simulink 平臺(tái)上通過(guò)仿真計(jì)算給出擺角和直線位移的運(yùn)動(dòng)曲線，位移的初始為零，擺角的初始值分別選取如下：， ， 實(shí)驗(yàn)參見(jiàn)固高倒立擺與自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn) 三 實(shí)驗(yàn)原理（1）實(shí)驗(yàn)參見(jiàn)固高倒立擺與自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)（2）若受控系統(tǒng)(A,B)完全能控，則通過(guò)狀態(tài)反饋可以任意配置閉環(huán)極點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理參見(jiàn)固高倒立擺與自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)第82-89頁(yè) 。 四 實(shí)驗(yàn)步驟（1） 非線性狀態(tài)方程系統(tǒng)方程如下：1/（M+m）=0.82988；1/（I+ml2）=97.91922；m*g*l=0.26705；m*l=0.02725利用simulink仿真可得下圖：X和輸出的響應(yīng)曲線（紅為x，黃為）當(dāng)，取當(dāng)，取當(dāng)（2） 線性狀態(tài)方程在單位階躍響應(yīng)作用下，小車位置和擺桿角度都是發(fā)散的。所以在不同角度初始值小的響應(yīng)都是發(fā)散的！倒立擺模型建立與仿真先配置極點(diǎn)j得到狀態(tài)反饋陣可得到系統(tǒng)在受到擾動(dòng)時(shí)的輸出響應(yīng)如下圖配置極點(diǎn)可以得到狀態(tài)反饋陣可得系統(tǒng)在受到擾動(dòng)時(shí)的輸出響應(yīng)如下圖圖配置極點(diǎn)計(jì)算可以得到狀態(tài)反饋陣由此可得到系統(tǒng)在受到擾動(dòng)時(shí)的輸出響應(yīng)如下圖配置極點(diǎn)通過(guò)計(jì)算可以得到狀態(tài)反饋陣可得到系統(tǒng)在受到擾動(dòng)時(shí)的輸出響應(yīng)如下圖結(jié)論：通過(guò)配置不同的極點(diǎn)，求狀態(tài)反饋陣，并在基本相同的擾動(dòng)，觀測(cè)擾動(dòng)下的輸出響應(yīng)由上面的圖可以看出在極點(diǎn)（