控制系统仿真实验一
控制系统CAD与仿真实验指导书
实验一MATLAB的实验环境及基本命令一实验目的：1．学习了解MA TLAB的实验环境2．在MA TLAB系统命令窗口练习有关MA TLAB命令的使用。
二实验步骤1．学习了解MA TLAB的实验环境：在Windows桌面上，用mouse双击MA TLAB图标，即可进入MA TLAB系统命令窗口：图1-1 MA TLAB系统命令窗口①在命令提示符”>>”位置键入命令:help此时显示MA T ALAB 的功能目录， 其中有“Matlab\general ”，“toolbox\control ”等；阅读目录的内容；② 键入命令：intro此时显示MA TLAB 语言的基本介绍，如矩阵输入、数值计算、曲线绘图等。
要求阅读命令平台上的注释内容，以尽快了解MA TLAB 语言的应用。
③ 键入命令：help help显示联机帮助查阅的功能，要求仔细阅读。
④ 键入命令：into显示工具箱中各种工具箱组件和开发商的联络信息。
⑤ 键入命令：demo显示MA TLAB 的各种功能演示。
2． 练习MA TLAB 系统命令的使用。
① 表达式MA TLAB 的表达式由变量、数值、函数及操作符构成。
实验前应掌握有关变量、数值、函数及操作符的有关内容及使用方法。
练习1-1: 计算下列表达式:要求计算完毕后，键入相应的变量名，查看并记录变量的值。
②．向量运算： )6sin(/250π=d 2/)101(+=a )sin(3.2-=e c i b 53+=n 维向量是由n 个成员组成的行或列数组。
在MA TLAB 中，由分号分隔的方括号中的元素产生一个列向量；由逗号或空号分隔的方括号中的元素产生一个列向量；同维的向量可进行加减运算，乘法须遵守特殊的原则。
练习1-2已知：X=[2 ；-4；8]求 ：Y=R ＇；P=5*R ；E=X .*Y ；S=X ＇* Y练习1-3⑴产生每个元素为1的4维的行向量；⑵产生每个元素为0的4维的列向量；⑶产生一个从1到8的整数行向量，默认步长为1；⑷产生一个从π到0，间隔为π/3的行向量；③矩阵基本运算操作。
自动控制原理MATLAB仿真实验(于海春)
自动控制原理MATLAB仿真实验（于海春）实验一典型环节的MATLAB仿真一、实验目的1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。
2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。
3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。
二、SIMULINK 的使用MATLAB中SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。
利用SIMULINK功能模块可以快速的建立控制系统的模型，进行仿真和调试。
1．运行MATLAB软件，在命令窗口栏“>>”提示符下键入imulink命令，按Enter键或在工具栏单击按钮，即可进入如图1-1所示的SIMULINK仿真环境下。
2．选择File菜单下New下的Model命令，新建一个imulink仿真环境常规模板。
图1-1SIMULINK仿真界面图1-2系统方框图3．在imulink仿真环境下，创建所需要的系统。
以图1-2所示的系统为例，说明基本设计步骤如下：1）进入线性系统模块库，构建传递函数。
点击imulink下的“Continuou”，再将右边窗口中“TranferFen”的图标用左键拖至新建的“untitled”窗口。
2）改变模块参数。
在imulink仿真环境“untitled”窗口中双击该图标，即可改变传递函数。
其中方括号内的数字分别为传递函数的分子、分母各次幂由高到低的系数，数字之间用空格隔开；设置完成后，选择OK，即完成该模块的设置。
3）建立其它传递函数模块。
按照上述方法，在不同的imulink的模块库中，建立系统所需的传递函数模块。
例：比例环节用“Math”右边窗口“Gain”的图标。
4）选取阶跃信号输入函数。
用鼠标点击imulink下的“Source”，将右边窗口中“Step”图标用左键拖至新建的“untitled”窗口，形成一个阶跃函数输入模块。
5）选择输出方式。
基于MATLAB控制系统仿真实验报告
tf 4
y0
0 1
6、求出 G1(s)
2 (s2 2s 1) 与 G2 (s)
1 (2s3
3s2
1)
的单位阶跃响应，并分别
求出状态空间模型。
解：（1） G1(s) 2 (s2 2s 1) 的状态空间模型求解如下：
function shiyan2 b1=[2];
D(z)
0.62(1 0.136z 1)(1 0.183z (1 0.045z 1)(1 0.53z 1)
1 )
分别用仿真算法得到系统在单位阶跃输入作用下的响应，系统在单位速度输
入是的输出响应。
解：（1）首先将 W1(s)转换为 W1(z)，采样周期 T=0.2s，程序清单如下： function shiyan42 num=[10];den=[0.005 0.15 1 0]; ts=0.2;[nc,dc]=c2dm(num,den,ts)
INTRO（注意：intro 为一个用 MATLAB 语言编写的幻灯片程序，主要演示
常用的 MATLAB 语句运行结果。）
然后，根据现实出来的幻灯片右面按钮进行操作，可按 START——NEXT—
—NEXT 按钮一步步运行，观察。
3、自编程序并完成上机编辑，调试，运行，存盘：
（1）用 MATLAB 命令完成矩阵的各种运算，例如：
5、利用 ode23 或 ode45 求解线性时不变系统微分方程 y(t) Ay(t) ，并绘制出 y(t)
曲线，式中
A
0.5
1
1 0.5
t t0 t 如下： function xdot=fun21(t,x) A=[-0.5 1;-1 -0.5]; xdot=A*x; function fzsy22 t0=0;tf=4;tol=1e-6; x0=[0;1];trace=1; [t,x]=ode23('fun21',t0,tf,x0,tol,trace); plot(t,x) 得到的实验结果如下图所示：
压力控制系统组态仿真实验
根据物料平衡关系，气体累积量的变化速度等于输入流量和输出流量之差。 首先对支路1进行分析，假设气缸2的容积V2是常数，则流入量与流出量相等
四、实验过程
压力控制系统组态仿真实验
压力控制系统组态仿真实验
五、实验操作
根据课题要求，支路1流量作为操作变量的主输入通道，支路2为扰动输入 通道。通过由阀门1输入一固定气压的气流，即一般情况下阀门1不作用，而阀 门2作为气缸2的输入调节阀，阀门3作为气缸2的输出节阀，阀门4控制气缸3的 输入，阀门5控制气缸3的输出。
要求：
通过本讲，使学生掌握计算机控制系统的组成结构、掌握数字PID控制算 法的应用、掌握数字PID参数的整定、掌握数字PID算法改进、掌握计算机控制 系统的硬件连接、调试方法与步骤。了解实验目的、实验要求及注意事项。
压力控制系统组态仿真实验
二、实验内容 利用DCS的组态软件，搭建压力控制系统的仿真模型，并进行仿 真实验。
压力控制系统组态仿真实验
三、实验报告
（1）实验目的 （2）实验原理 （3）实验步骤 （4）实验记录表格 （5）实验结果 （6）指出实验中的问题，产生误差的原因，验证实验评价。
压力控制系统组态仿真实验
四、实验过程
根据课题要求，支路1流量作为操作变量的主输入通道，支路2为扰动输入 通道。通过由阀门1输入一固定气压的气流，即一般情况下阀门1不作用，而阀 门2作为气缸2的输入调节阀，阀门3作为气缸2的输出节阀，阀门4控制气缸3的 输入，阀门5控制气缸3的输出。
压力控制系统组态仿真实验
压力控制系统组态仿真实验
一、实验目的 二、实验内容 三、实验报告 四、实验过程 五、实验操作
MATLABSimulink和控制系统仿真实验报告
MATLAB/Simulink与控制系统仿真实验报告姓名：喻彬彬学号：K031541725实验1、MATLAB/Simulink 仿真基础及控制系统模型的建立一、实验目的1、掌握MATLAB/Simulink 仿真的基本知识；2、熟练应用MATLAB 软件建立控制系统模型。
二、实验设备电脑一台；MATLAB 仿真软件一个三、实验内容1、熟悉MATLAB/Smulink 仿真软件。
2、一个单位负反馈二阶系统，其开环传递函数为210()3G s s s =+。
用Simulink 建立该控制系统模型，用示波器观察模型的阶跃响应曲线，并将阶跃响应曲线导入到MATLAB 的工作空间中，在命令窗口绘制该模型的阶跃响应曲线。
3、某控制系统的传递函数为()()()1()Y s G s X s G s =+，其中250()23s G s s s+=+。
用Simulink 建立该控制系统模型，用示波器观察模型的阶跃响应曲线，并将阶跃响应曲线导入到MATLAB 的工作空间中，在命令窗口绘制该模型的阶跃响应曲线。
4、一闭环系统结构如图所示，其中系统前向通道的传递函数为320.520()0.11220s G s s s s s+=+++，而且前向通道有一个[-0.2，0.5]的限幅环节，图中用N 表示，反馈通道的增益为1.5，系统为负反馈，阶跃输入经1.5倍的增益作用到系统。
用Simulink 建立该控制系统模型，用示波器观察模型的阶跃响应曲线，并将阶跃响应曲线导入到MATLAB 的工作空间中，在命令窗口绘制该模型的阶跃响应曲线。
四、实验报告要求实验报告撰写应包括实验名称、实验内容、实验要求、实验步骤、实验结果及分析和实验体会。
五、实验思考题总结仿真模型构建及调试过程中的心得体会。
题1、（1）利用Simulink的Library窗口中的【File】→【New】，打开一个新的模型窗口。
（2）分别从信号源库（Sourse）、输出方式库（Sink）、数学运算库（Math）、连续系统库（Continuous）中，用鼠标把阶跃信号发生器（Step）、示波器（Scope）、传递函数（Transfern Fcn）和相加器（Sum）4个标准功能模块选中，并将其拖至模型窗口。
自动控制仿真实验一：控制系统的时域分析
仿真实验一：控制系统的时域分析1.实验目的：●观察控制系统的时域响应；●记录单位阶跃响应曲线；●掌握时间响应分析的一般方法；●初步了解控制系统的调节过程。
2.实验步骤：●将‘实验一代码’这个文件夹拷贝到桌面上;●开机进入Matlab6.1运行界面;●通过下面方法将当前路径设置为‘实验一代码’这个文件夹所在的路径●Matlab指令窗>>后面输入指令：con_sys; 进入本次实验主界面。
● 分别双击上图中的三个按键，依次完成实验内容。
● 本次实验的相关Matlab 函数：传递函数G=tf([num],[den])可输入一传递函数，其中num 、den 分别表示分子、分母按降幂排列的系数。
如 的num 和den 分别是num=[1 4]和den=[1 1 0]，则此时的传递函数G 的Matlab 代码是：G=tf([1 4]，[1 1 0])或G=tf([num],[den])。
如 的num 和den 分别是num=[1 4]和den=conv （[1 0.2]，[1 2]），则此时的传递函数G 的Matlab 代码是：G=tf([1 4]，conv （[1 0.2]，[1 2]）或G=tf([num],[den])。
3. 实验内容：124()s G s s s +=+()()14()0.22s G s s s +=++观察一阶系统G=1/(T+s)的时域响应：取3个不同的时间常数T，分别观察该时间常数下系统的四个典型响应：脉冲响应、阶跃响应、斜坡响应以及单位加速度响应。
将实验结果图记录下来，利用Alt+ Prisc组合按钮实现截图。
二阶系统的时域性能分析：(1) 固定自然频率与阻尼比，调节响应时间滑块，记录阶跃响应最终出现稳定值时的实验结果，包括极点分布图与阶跃响应图。
(2) 调节自然频率与阻尼比，要求：Tr<0.56s；Tp<1.29s；Ts<5.46；超调不大于5％.记录下满足上述要求的自然频率与阻尼比的2组数据，以及对应的极点分布图与阶跃响应图。
自控实验[1]
![自控实验[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/8140de7102768e9951e7384a.png)
实验一自动控制系统实验箱的使用及Matlab控制工具箱的使用一、预习要求1、查阅模拟电子技术基础，掌握由集成运放电路组成的积分运算电路和微分运算电路原理。
2、了解Matlab控制工具箱基础知识（上网查阅、图书馆资料）。
二、实验目的1、掌握自动控制系统模拟实验的基本原理和基本方法。
2、熟悉Matlab控制工具箱的基本用法。
三、实验仪器1、EL-AT-Ⅲ型自动控制系统试验箱一台。
2、计算机一台。
四、实验内容1、自动控制原理实验箱的硬件资源EL-AT-Ⅲ型自动控制系统试验箱面板主要由计算机、AD/DA采集卡、自动控制原理实验箱组成，其中计算机根据不同的实验分别起信号产生、测量、显示、系统控制和数据处理的作用，打印机主要记录各种实验数据和结果，实验箱主要用于构造被控模拟对象。
（1）本实验系统有八组放大器、电阻、电容组成的实验模块。
每个模块中都有一个uA741构成的放大器和若干个电阻、电容。
通过对这七个实验模块的灵活组合可构造出各种形式和阶次的模拟环节和控制系统。
（2）二极管、电阻、电容区（3） AD/DA卡输入输出模块该区域是引出AD/DA卡的输入输出端，一共引出两路输出端和两路输入端，分别是DA1、DA2, AD1、AD2。
20针的插座用来和控制对象连接。
（4）电源模块电源模块有一个实验箱电源开关，有四个开关电源提供的DC电源端子，分别是+12V、-12V、+5V、GND，这些端子给外扩模块提供电源。
（5）変阻箱、变容箱模块通过按动数字旁边的“+”、“-”按钮便可调节电阻电容的值，而且电阻电容值可以直接读出。
2、自动控制原理实验软件说明（1）软件启动在windows桌面上或“开始—程序”中双击“自动控制理论”，启动软件如图1-1所示。
QQ截图（2）实验前计算机与实验箱的连接用实验箱自带的USB线将实验箱后面的USB口与计算机的USB口连接。
（3）软件使用说明本套软件界面共分为两组画面。
A．软件说明和实验指导书画面，如图1-2所示。
典型二阶系统的控制仿真实验
图1
3.在取 1 的某一固定值时，T 取大于 0 的三个不同值，输入参数如下： 取 Kosai1=0.5，T1=0.如图 2：
图2 4.在 MATLAB—Simulink 仿真环境下绘制曲线： 在固定时间常数情况下：
图3 其中黄线、紫线、蓝线的参数分别为： Kosai1=0.5，T1=2;Kosai2=1，T2=2; Kosai=1.8，T3=2
其总体布置图为：
图4 其中每个图形如下：
图 5Kosai1=0.5，T1=2
图 6 Kosai2=1，T2=2
图 8Kosai=1.8，T3=2 在固定阻尼情况下：Kosai1=0.5，T1=0.5;Kosai2=0.5，T2=1; Kosai=0.5，T3=2
实验一 典型二阶系统的控制仿真实验
一、 实验目的
1. 了解 MATLAB 语言的简单程序设计。 2. 了解 MATLAB Simulink 仿真环境，并能简单建立二阶系统模型。 3. 分别在计算环境和 Simulink 环境下， 通过调整系统参数， 观察系统输出， 加深理解典型二阶系统各参数的意义。
四、 实验结果
1.编制 MATLAB 程序如下： clear all %清除当前窗口中所有的变量 Kosai1=input('Input Kosai1:'); %输入阻尼比ξ1 T1=input('Input T1:'); %输入时间常数 T1 M1=[0 0 1]; %输入传递函数的分子数组 D1=[T1^2 2*Kosai1*T1 1]; %输入传递函数的分母数组 step(M1,D1); %输入阶跃命令 grid on %打开坐标网格 title('二阶系统单位阶跃响应曲线'); %输入图形标题 hold on %保留当前图形窗口 %· · · · · · · · ·重复输入参数、绘制输出响应曲线· · · · · · · · · · · · · · · · Kosai2=input('Input Kosai2:'); T2=input('Input T2:'); M2=[0 0 1]; D2=[T2^2 2*Kosai2*T2 1]; step(M2,D2); hold on Kosai3=input('Input Kosai3:'); T3=input('Input T3:'); M3=[0 0 1]; D3=[T3^2 2*Kosai3*T3 1]; step(M3,D3); hold on 2.在固定时间常数的情况下，输入参数分别为： Kosai1=0.5，T1=2;Kosai2=1，T2=2; Kosai=1.8，T3=2 输出图形如下截图：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.0 s 2 40 2.0 1 (20) 1.6 2 (KP2 KD2S ) s 40 64 2 s 64 K D 2 s 64 K P 2 40
0.4s 2 10 10 G1 ( s) 2 2 s s 近似条件为 c min(2.52,1.58) 1.58
17
3.3 双闭环PID控制器设计 （二）外环控制器的设计
2 控制器设计 下图为系统外环前向通道上传递函数的等效过程 ,我 们可以将外环系统设计成典型Ⅱ型的结构形式 。
2 仿真结果
我们还可以改变倒立摆系统的部分参数来检验系统是否具有一定 的鲁棒性。例如，我们将倒立摆的摆杆质量改为1.1kg，此时的仿真 结果如下图所示。从仿真结果可见：控制系统仍能有效的控制其保 持倒摆直立并使小车移动到指定位置。
23
3.4 仿真实验
2 仿真结果 为了进一步验证控制系统的鲁棒性能，并便于进行比较， 我们不妨改变倒立摆的摆杆质量和长度多作几组试验,部分实验 结果如下所示。可见，所设计的双闭环PID控制器在系统参数 的一定变化范围内能有效的工作，保持摆杆直立并使小车有效 定位，控制系统具有一定的鲁棒性。
X r ( s)
D1 ( s)
K p ( s 1)
W2 ( s)
(s)
G1 ( s )
X ( s)
D1 ( s )
K=1
19
3.3 双闭环PID控制器设计 （二）外环控制器的设计
2 控制器设计
根据典型Ⅱ型系统设计方法,确定外环调节器的两个参数
为 K P 0.12, 1 ,这样可得到完整的系统仿真结构如下图所 示:
7
3.2模型验证 （二）仿真验证
1 模型封装
我们采用仿真实验的方法在Matlab的Simulink图形仿真环境下进行模 型验证实验。其原理如下图所示。其中，上半部分为精确模型仿真图，下 半部分为简化模型仿真图。
8
3.2模型验证
（二）仿真验证
1 模型封装
利用前面介绍的Simulink压缩子系统功能可将原理图更加简捷 的表示为如下形式:
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
代入具体参数后，得到模型为： 0.9 sin cos 0.12 F 0.036 sin X 0.24 0.09 cos 0.3 cos F 0.09 sin cos 6 sin 0.09 cos 0.24
20
3.4 仿真实验
1 画图子程序
综合上述内容，可得到下图所示的Simulink仿真系统结构图。 需要强调的是：其中的对象模型为精确模型的封装子系统形式。 画图子程序参见课本。
21
3.4 仿真实验
2 仿真结果
仿真实验结果如下图所示,从中可见,双闭环PID控制方案是 有效的。
22
3.4 仿真实验
目 录
3.基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计
3.1 系统模型
3.2 模型验证
3.3 双闭环PID控制器设计 3.4 仿真实验 3.5 结论
1
3.基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计
如图所示的“一阶倒立摆控制系统”中，通过检测小车位置与摆 杆的摆动角，来适当控制驱动电动机拖动力的大小，控制器由一台工 业控制计算机（IPC）完成。
由于选择小惯性电动机，其时间常数相对都很小，这样就可以将电 动机模型近似等效为比例环节 K v 。 综上所述，电动机、驱动器及机械传动装置三个环节就可以合成一 个比例环节，G( s) Kd Kv Km K s 。
5
3.2 模型验证
（一）SIMULINK子系统
子系统通过将大的复杂的模型分割成几个小的模型系统，使 得整个系统模型更加简捷，可读性更高。把已存在的 Simulink模 型中的某个部分或全部“封装”成子系统的操作程序如下： 1、首先使用范围框将要“封装”成子系统的部分选中，包括模块 和信号线。为了使范围框圈住所需要的模块，常常需要事先重新 安排各模块的位置（注意：这里只能用范围框，而不能用Shift逐 个选定）。
0 .4 s 2 1 0 s2
X(s)
4
3.1 系统模型
（二）电动机、驱动器及机械传动装置的模型
若忽略电动机的空载转矩和系统摩擦，就可认为驱动器和机械传动 装置均为纯比例环节，并假设这两个环节的增益为 K d 和 K m . 对于交流伺服电动机，其传递函数可近似为
Kv 2 Tm Tl s Tm s 1
1、控制器结构的选择
下图为采用反馈校正控制的系统内环框图,反馈控制器选用 PD形式。
D2 (s)
D(s)
r (s)
K
Ks
G2 (s)
(s)
D2 (s)
Kp2 Kd2s
13
3.3 双闭环PID控制器设计
（一）内环控制器的设计
2、控制器参数的整定
首先暂定比例环节的增益 K 20 , 又已知 K s 1.6 。这样 我们可以求出内环的传递函数为：
24
3.4 仿真实验
摆杆长度不变而摆杆质量变化时系统仿真结果
25
3.4 仿真实验
摆杆质量不变而摆杆长度变化时系统的仿真结果
26
响应时间和超调量与理论分
析值相符合。
16
3.3 双闭环PID控制器设计 （二）外环控制器的设计
1、系统外环模型的降阶 (1) 对内环等效闭环传递函数的近似处理
W2 ( s )
64 64 1 s 2 11.2s 64 11.2s 64 0.175s 1
(2) 对象模型 G1 ( s ) 的近似处理
系统内环的闭环传递函数为：
K P 2 1.625 K D 2 0.175
64 W2 ( s ) 2 s 11.2 s 64
15
3.3 双闭环PID控制器设计 （一）内环控制器的设计
2、系统内环的动态跟随性能指标
(1) 理论分析
(2) 仿真实验
仿真曲线如下图所示,从曲 线中可以很清楚地得知，其
工业控制计算机 Xr(s) D1 (s) D 2(s) 电机驱动器 1.6 F(s) 一阶倒立摆 -2.0 ______ 2_
(s)
s
40
______ -0.4 s + 10
2
X(S)
s
2
-
' D2 s
G2(s)
G1(s)
D1' s
12
3.3 双闭环PID控制器设计
（一）内环控制器的设计
2 2 2 2
3
3.1 系统模型
若只考虑 在其工作点 0 附近的细微变化，这时可以将模型线性 化，得到近似模型为
0
6 0.8F X 40 2.0 F
其等效动态结构图如下图所示 ：
F(s)
2 .0 2.0 22 ss 40 40
(s)
14
3.3 双闭环PID控制器设计 （一）内环控制器的设计
2、控制器参数的整定
对于这一典型的二阶系统我们采取典型参数整定办法，即 以保证内环系统具有“快速跟随性能特性” 为条件来确定反馈 控制器的参数，这样就有：
64 K P 2 40 64 64 K D 2 2 0.7 64
4 仿真实验
从下图中可见：在0.1N的冲击力作用下，摆杆倒下（由零逐步 增大），小车位置逐渐增加；这一结果符合前述的实验设计，故可 以在一定程度上确认该“一阶倒立摆系统”的数学模型是有效的。
11
3.3 双闭环PID控制器设计
从一阶倒立摆系统动态结构图中不难看出，该系统为“自不稳定 的非最小相位系统”。由于“一阶倒立摆系统位置伺服控制”的核心 是“在保证摆杆不倒的条件下，使小车位置可控,因此依据“负反馈闭 环控制原理”，将系统小车位置作为“外环”，而将摆杆摆角作为 “内环”，则摆角作为外环内的一个扰动，能够得到闭环系统的有效 抑制。综上，设计“一阶倒立摆位置伺服控制系统”如下图所示,剩下 的问题就是如何确定控制器的结构与参数。
9
3.2模型验证 （二）仿真验证
2 实验设计
假定使倒立摆在（ 0, x 0 ）初始状态下突加微小冲击力 作用，则依据经验知：小车将向前移动，摆杆将倒下。下面利用仿 真实验来验证正确数学模型的这一“必要性质”。
3 绘制绘图子程序
具体程序请参见课本。
4 仿真实验
10
3.2模型验证 （二）仿真验证
D(s)
r (s)
G2 (s)
K
Ks
D2 ( s)
(s)
G1 ( s)ຫໍສະໝຸດ X (s)r (s)
W2 ( s )
(s)
G1 ( s )
X (s)
r (s)
57 2 s ( s 5.7)
X (s)
18
3.3 双闭环PID控制器设计 （二）外环控制器的设计
2 控制器设计 系统的闭环结构图如下所示,调节器仍选择PD形式,并 采用单位反馈来构成外环反馈通道。
一阶倒立摆
工业控制计算机
DA
电机驱动器
CTC
AD 摆角检测电位器 位置检测编码器
一阶倒立摆控制系统
2
3.1 系统模型
（一）对象模型
一阶倒立摆的精确模型为：
m L g sin cos ( J mL ) F Lm( J mL ) sin x ( J mL )( M m) m L cos mL cos F m L sin cos ( M m)m L g sin m L cos ( M m)( J mL )