自动控制系统课程设计说明书
车辆出入库plc控制系统课程设计

® MM瞬电气控制与PLC课程设计说明书题目车辆出入库PLC自动控制系统设计______________专业班级:________________________________姓名:_______________________________________学号:_______________________________指导教师:___________________________________成绩:指导老师签名:日期:目录1 系统背景描述及设计要求 (1)1.1 系统背景描述 (1)1.2 设计要求......................................................................2.2 方案论证 (2)2.1硬件结构 (2)2.2设计方案 (3)2.3 方案比较及方案具体确定 (4)3 硬件设计 (10)3.1 系统的原理方框图 (10)3.2主电路图 (11)3.3 I/O点分配 (12)3.4 I/O接线图 (13)3.4元器件选择................................................... 1.34 软件设计 (14)4.1 主程序流程图 (14)4.2梯形图 (17)5 系统调试 (17)设计心得 (17)参考文献 (18)1 系统背景描述及设计要求1.1 系统背景描述随着生产力和科学技术的不断发展,人们的日常生活和生产活动大量的使用自动化控制,不仅节约了人力资源,而且很大程度的提高了生产效率,又进一步的促进了生产力快速发展,并不断的丰富着人们的生活。
早期的自动控制系统是依靠继电- 接触器来实现的,其特点是:结构简单、价格低廉、抗干扰能力强,可以实现集中控制和远距离控制,但是其采用固定接线,通用性和灵活性差;又采用触点的开关动作,工作频率低,触点易损坏,可靠性差。
1969年,出现了可编程逻辑控制器PLC( Programmable Logic Controller ),其特点是:具备逻辑控制、定时、计数等功能,编程语言采用直观的梯形图语言,软件更改方便,通用性和灵活性好。
【自动控制原理课程设计】控制系统的超前校正设计

目录1 超前校正的原理及方法 (2)1.1 何谓校正为何校正 (2)1.2 超前校正的原理及方法 (3)1.2.1 超前校正的原理 (3)1.2.2 超前校正的应用方法 (4)2 控制系统的超前校正设计 (5)2.1 初始状态的分析 (5)2.2 超前校正分析及计算 (8)2.2.1 校正装置参数的选择和计算 (8)2.2.2 校正后的验证 (10)2.2.3 校正对系统性能改变的分析 (14)3 心得体会 (16)参考文献 (17)控制系统的超前校正设计1 超前校正的原理及方法1.1 何谓校正 为何校正所谓校正,就是在系统中加入一些其参数可以根据需要而改变的机构或装置,是系统整个特性发生变化。
校正的目的是为了在调整发大器增益后仍然不能全面满足设计要求的性能指标的情况下,通过加入的校正装置,是系统性能全面满足设计要求。
1.2 超前校正的原理及方法1.2.1 超前校正的原理无源超前网络的电路如图1所示。
图1 无源超前网络电路图如果输入信号源的内阻为了零,且输出端的负载阻抗为无穷大,则超前网络的传递函数可写为1R1()1c aTsaG s Ts+=+ (2-1) 式中1221R R a R +=> , 1212R RT C R R =+ 通常a 为分度系数,T 叫时间常数,由式(2-1)可知,采用无源超前网络进行串联校正时,整个系统的开环增益要下降a 倍,因此需要提高放大器增益交易补偿。
根据式(2-1),可以得无源超前网络()c aG s 的对数频率特性,超前网络对频率在1/aT 至1/T 之间的输入信号有明显的微分作用,在该频率范围内,输出信号相角比输入信号相角超前,超前网络的名称由此而得。
在最大超前交频率m ω处,具有最大超前角m ϕ。
超前网路(2-1)的相角为()c arctgaT arctgT ϕωωω=- (2-2) 将上式对ω求导并令其为零,得最大超前角频率m ω(2-3) 将上式代入(2-2),得最大超前角频率(2-4) 同时还易知 ''m c ωω=ϕm 仅与衰减因子a 有关。
车库自动门控制系统plc课程设计说明书

车库自动门控制系统plc课程设计说明书车库自动门控制系统PLC课程设计说明书一、引言随着科技的不断进步,车库自动门控制系统成为现代社会智能化的象征之一。
为了提高车库门的安全性、便利性和智能化水平,本课程设计将使用PLC(可编程逻辑控制器)技术来实现车库自动门的控制。
本说明书将详细介绍课程设计的整体目标、实施方案、硬件设备、软件编程及测试方案等内容,以便于学生能够全面了解和掌握相关知识和技能。
二、课程设计目标1. 了解PLC技术在自动门控制系统中的应用。
2. 掌握PLC编程语言和编程方法。
3. 能够设计和实现车库自动门的开启、关闭、安全保护措施等功能。
4. 能够进行PLC程序的调试和故障排除。
5. 提高团队合作能力和问题解决能力。
三、实施方案1. 硬件设备:- PLC控制器:选用适合车库自动门控制的PLC型号。
- 传感器:如红外传感器、光电传感器等用于检测车辆或人员。
- 执行器:如电机、液压缸等用于实现门的开关。
- 控制面板:用于人机交互和参数设置。
2. 软件编程:- 使用PLC编程软件,如Siemens LOGO!Soft Comfort等。
- 编写PLC控制程序,实现自动门的开关、安全保护、故障诊断等功能。
- 考虑输入、输出信号的采集和处理,编写逻辑控制代码。
3. 测试方案:- 设计测试用例,验证自动门控制系统的功能和可靠性。
- 进行模拟测试和实际场地测试,包括正常工作状态和异常情况下的测试。
- 对PLC控制程序进行调试和优化,确保系统的稳定运行。
四、课程设计内容1. PLC基础知识:- 介绍PLC的基本原理、功能和特点。
- 介绍PLC编程语言和编程方法。
- 学习如何使用PLC编程软件进行程序设计和仿真。
2. 自动门控制系统设计:- 分析车库自动门的功能需求和工作原理。
- 设计自动门控制系统的硬件组成和信号流程。
- 进行传感器和执行器的选型和接线布置。
3. PLC程序设计:- 根据自动门的流程图,设计PLC程序框图。
车库自动门控制系统plc课程设计说明书

车库自动门控制系统plc课程设计说明书摘要:1.设计目的和意义2.系统组成和原理3.PLC 硬件选型和配置4.PLC 程序设计与调试5.系统性能评价与优化正文:一、设计目的和意义随着科技的发展和城市化进程的加快,停车难问题日益凸显。
为解决这一问题,本设计提出一种基于PLC的车库自动门控制系统。
该系统具有较高的可靠性、稳定性和实用性,能够实现车辆的自动化管理,提高车库的利用率,减轻驾驶员寻找停车位的负担。
二、系统组成和原理车库自动门控制系统主要由传感器、PLC、执行器、驱动器和人机界面等组成。
系统的工作原理如下:1.传感器检测到车辆靠近,发送信号给PLC。
2.PLC接收到信号后,根据预设的程序控制执行器动作,如开启车库门、下降升降机等。
3.同时,PLC通过人机界面实时显示系统状态,方便操作人员了解运行情况。
三、PLC硬件选型和配置1.选择PLC型号:根据系统需求,选择具有足够输入/输出点数的PLC。
例如,选用西门子S7-200系列PLC。
2.配置输入/输出模块:根据传感器的类型和数量,配置相应的输入模块;根据执行器的数量,配置输出模块。
3.配置通信模块:为实现PLC与人机界面、其他设备之间的通信,配置合适的通信模块。
四、PLC程序设计与调试1.熟悉西门子软件和编程语言,掌握编程技巧。
2.了解车库的工艺流程,根据工艺写程序。
3.进行系统调试,确保各部件动作顺畅,满足设计要求。
五、系统性能评价与优化1.评价指标:系统的稳定性、可靠性、响应速度和停车效率等。
2.优化措施:针对系统存在的问题,进行相应的改进。
如增加传感器、优化程序设计、提高执行器速度等。
综上所述,本设计旨在实现车库自动门控制系统的自动化管理,提高车库利用率,缓解城市停车难题。
通过PLC编程和系统调试,确保系统的稳定性和可靠性。
水塔水位PLC自动控制系统

水塔水位P L C自动控制系统(总33页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除电气工程学院课程设计说明书设计题目:水塔水位PLC自动控制系统系别:电气工程及其自动化年级专业: 13级应电2班组员:贾猛、孟令军、修圣虎、李晶指导教师:郭忠南摘要随着现代社会生产的发展和技术进步,现代工业自动化生产水平的日益提高,微电子技术的飞速发展,在继电器控制系统的基础上产生了一种新型的工业控制装置——可编程控制器(PLC)。
随着科技的发展和现实暴露的一些问题,以便能更快捷更方便的完成一些任务,在工农业生产过程中,经常需要对水位进行测量和控制。
水位控制在日常生活中应用也相当广泛,比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。
而水位检测可以有多种实现方法,如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。
本文采用PLC进行主控制,在水箱上安装一个自动测水位装置。
利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化,把测量到的水位变化转换成相应的电信号,主控台对接收到的信号进行数据处理,完成相应的水位显示、故障报警信息显示、实时曲线和历史曲线的显示,使水位保持在适当的位置。
关键词:PLC(Programmable Logic Controller) 自动化水塔水位三菱PLC目录第一章研究背景 (1)1.1可编程控制器的产生及发展 (1)1.2PLC的基本结构 (2)1.3PLC的特点 (5)1.4PLC的工作原理 (6)1.5梯形图程序设计及工作过程分析 (8)第二章水塔水位自动控制系统方案设计 (10)第三章水塔水位自动控制系统硬件设计 (12)3.1水塔水位控制系统设计要求 (12)3.2水塔水位控制系统主电路 (12)3.3水泵电机的选择 (13)3.4水位传感器的选择 (13)3.5可编程序控制器的选择 (14)3.6PLC I/O口分配 (14)3.7PLC控制电路原理图 (16)第四章水塔水位自动控制系统软件设计 (17)4.1程序流程图 (17)4.2梯形图 (18)第五章设计总结 (24)第一章研究背景1.1 可编程控制器的产生及发展可编程控制器是二十世纪七十年代发展起来的控制设备,是集微处理器、储存器、输入/输出接口与中断于一体的器件,已经被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源、交通等各个行业。
汽车发动机散热器的自控系统课程设计说明书

汽车发动机散热器的自控系统课程设计说明书一、引言汽车发动机散热器是保证发动机正常运行的关键部件之一。
发动机工作时会产生大量的热量,如果不能及时有效地散热,会导致发动机过热,甚至造成发动机损坏。
为了解决发动机散热问题,本课程设计旨在设计一个自动控制系统来管理发动机散热器的散热效果,确保发动机温度在安全范围内。
二、系统设计该自控系统的设计思路如下:1.传感器部分:通过安装温度传感器来实时检测发动机的温度,并将检测结果发送给控制单元。
2.控制单元部分:控制单元接收来自传感器的温度数据,并根据预设的温度范围制定散热策略。
如果温度过高,控制单元将会自动开启散热器以加速散热;如果温度过低,则会自动关闭散热器以避免过量散热。
3.执行部分:控制单元通过输出控制信号来控制散热器的开关状态,以实现自动控制散热器的散热效果。
三、硬件设计本系统的硬件设计主要包括传感器部分和执行部分。
1.传感器部分:选择适用于汽车发动机温度检测的温度传感器,如NTC温度传感器。
将传感器安装在发动机的散热器上,以便实时检测发动机的温度。
2.执行部分:选择合适的继电器模块作为执行部分,通过继电器控制散热器的开关状态。
继电器模块的输入端接收控制单元输出的控制信号,输出端连接散热器的电源线。
四、软件设计该自控系统的软件设计主要包括控制单元的算法设计和执行部分的驱动程序设计。
1.控制单元算法设计:通过编程实现控制单元的温度策略。
当温度超过上限时,控制单元输出控制信号以打开继电器,使散热器工作;当温度低于下限时,控制单元输出控制信号以关闭继电器,停止散热器工作。
2.执行部分驱动程序设计:编写相应的驱动程序,实现控制单元与继电器模块的通讯和控制。
五、实验步骤1.搭建系统硬件框架:将温度传感器安装在散热器上,将继电器模块连接到散热器的电源线上。
2.编写控制单元的算法和执行部分的驱动程序:根据系统设计要求,编写相应的算法和驱动程序。
3.软硬件集成测试:将编写好的驱动程序与硬件连接起来,进行具体的测试,检查系统的功能和稳定性。
自动控制课程设计15页

自动控制课程设计15页一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握自动控制的基本理论、方法和应用,培养学生分析和解决自动控制问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:(1)掌握自动控制的基本概念、原理和特点;(2)熟悉常见自动控制系统的结构和特点;(3)了解自动控制技术在工程应用中的重要性。
2.技能目标:(1)能够运用自动控制理论分析实际问题;(2)具备设计和调试简单自动控制系统的能力;(3)掌握自动控制技术的实验方法和技能。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生的创新意识和团队合作精神;(2)增强学生对自动控制技术的兴趣和热情;(3)培养学生关注社会发展和科技进步的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.自动控制基本理论:包括自动控制的概念、原理、特点和分类;2.控制系统分析:涉及线性系统的时域分析、频域分析以及复数域分析;3.控制器设计:包括PID控制、模糊控制、自适应控制等方法;4.常用自动控制系统:如温度控制、速度控制、位置控制等系统的原理和应用;5.自动控制系统实验:包括实验原理、实验设备、实验方法和数据分析。
三、教学方法为了达到本课程的教学目标,将采用以下教学方法:1.讲授法:用于传授基本理论和概念,使学生掌握基础知识;2.讨论法:通过分组讨论,培养学生分析问题和解决问题的能力;3.案例分析法:分析实际工程案例,使学生了解自动控制技术的应用;4.实验法:动手进行实验,培养学生实际操作能力和实验技能。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法,将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,如《自动控制原理》等;2.参考书:提供相关领域的经典著作和论文,供学生深入研究;3.多媒体资料:制作课件、视频等,辅助讲解和展示;4.实验设备:准备自动控制实验装置,供学生进行实验操作。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,将采用以下评估方式:1.平时表现:包括课堂参与度、提问回答、小组讨论等,占总成绩的20%;2.作业:布置适量作业,检查学生对知识点的理解和应用能力,占总成绩的30%;3.考试:包括期中和期末考试,主要测试学生对课程知识的掌握程度,占总成绩的50%。
车库自动门控制系统plc课程设计说明书

【专题一:汽车自动门控制系统PLC课程设计说明书】1.引言汽车自动门控制系统PLC(可编程逻辑控制器)是现代智能化车库管理系统的核心组成部分,它的设计和运行直接关系到车库门的安全和便捷性。
在这篇文章中,我将深入探讨汽车自动门控制系统PLC的课程设计,从基本概念到具体应用,帮助你全面、深入地理解这一主题。
2.基本概念及原理在设计汽车自动门控制系统PLC的课程时,首先需要对PLC的基本概念和原理有清晰的了解。
PLC是一种专门用来控制工业自动化生产过程的计算机,它通过数字化逻辑控制,可实现对汽车自动门的开闭、停止和安全保护等功能。
在课程设计中,我将重点介绍PLC的工作原理和基本组成,让学习者对汽车自动门控制系统的核心技术有深入的认识。
3.课程设计目标与内容汽车自动门控制系统PLC课程设计的目标是培养学习者对PLC技术的理解和应用能力,让他们能够独立设计和调试汽车自动门控制系统。
在课程设计中,我将按照从简到繁的方式,由浅入深地设置内容,包括PLC编程基础、汽车自动门传感器与执行器的原理及接线、PLC与汽车自动门控制系统的实际应用等,以帮助学习者逐步掌握相关知识和技能。
4.课程设计实践在课程设计中,实践是至关重要的一环。
我将设计一系列的实践项目,如模拟汽车自动门的开闭过程,使用PLC编程软件进行控制逻辑的设计和实现等,让学习者在实际操作中加深对汽车自动门控制系统PLC的理解和掌握。
5.个人观点与总结作为设计者,我认为汽车自动门控制系统PLC课程设计应该注重基础理论的讲解和实际操作的实践,让学习者能够全面理解和掌握相关知识和技能。
通过本课程设计,学习者将能够在未来的工作中更好地应用PLC技术,提高汽车自动门控制系统的安全性和智能化程度。
6.结语通过本篇文章的阐述,相信你已经对汽车自动门控制系统PLC课程设计有了更深入的了解和认识。
在学习和工作中,不断提升自己的专业能力和知识储备是非常重要的,希望本文能对你有所帮助。
- 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)。
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
课程设计说明书(论文)
课程名称:自动控制理论课程设计
设计题目:直线一级倒立摆控制器设计
院系:电气学院电气工程系
班级:
设计者:
学号:
指导教师:
设计时间:2016.6.6-2016.6.19
手机号码:
哈尔滨工业大学教务处
直线一级倒立摆控制器设计
摘要:采用牛顿—欧拉方法建立了直线一级倒立摆系统的数学模型。
采用MATLAB 分析了系统开环时倒立摆的不稳定性,运用根轨迹法设计了控制器,增加了系统的零极点以保证系统稳定。
采用固高科技所提供的控制器程序在MATLAB中进行仿真分析,将电脑与倒立摆连接进行实时控制。
在MATLAB中分析了系统的动态响应与稳态指标,检验了自动控制理论的正确性和实用性。
0.引言
摆是进行控制理论研究的典型实验平台,可以分为倒立摆和顺摆。
许多抽象的控制理论概念如系统稳定性、可控性和系统抗干扰能力等,都可以通过倒立摆系统实验直观的表现出来,通过倒立摆系统实验来验证我们所学的控制理论和算法,非常的直观、简便,在轻松的实验中对所学课程加深了理解。
由于倒立摆系统本身所具有的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合特性,许多现代控制理论的研究人员一直将它视为典型的研究对象,不断从中发掘出新的控制策略和控制方法。
本次课程设计中以一阶倒立摆为被控对象,了解了用古典控制理论设计控制器(如PID控制器)的设计方法和用现代控制理论设计控制器(极点配置)的设计方法,掌握MATLAB仿真软件的使用方法及控制系统的调试方法。
1.系统建模
一级倒立摆系统结构示意图和系统框图如下。
其基本的工作过程是光电码盘1采集伺服小车的速度、位移信号并反馈给伺服和运动控制卡,光电码盘2采集摆杆的角度、角速度信号并反馈给运动控制卡,计算机从运动控制卡中读取实时数据,确定控制决策(小车运动方向、移动速度、加速度等),并由运动控制卡来实现该控制决策,产生相应的控制量,使电机转动,通过皮带带动小车运动从而保持摆杆平衡。
图1 一级倒立摆结构示意图
图2 一级倒立摆系统框图
图3 直线一级倒立摆模型
采用牛顿—欧拉方法建立直线型一级倒立摆系统,忽略了空气阻力和各种摩擦,将直线一级倒立摆系统抽象成小车和匀质杆组成的系统(如上图3),根据课程设计指导书的推导过程,最终可以计算出相关的传递函数,得到直线一级倒立摆的数学模型。
2.开环系统的仿真与校正
由上述系统建模结果知,直线一级倒立摆的开环传递函数为:
26705.00102125.002725.0)()(2-=Φs s V s 2.1倒立摆开环系统性能分析
在MA TLAB 中创立如下.m 文件,画出开环传递函数的根轨迹如图5所示。
图4 画根轨迹的程序
图5 开环传递函数的根轨迹
由开环传递函数的根轨迹分析知,闭环传递函数的一个极点位于右半平面,并且有一条根轨迹起始于该极点,并沿着实轴向左跑到位于原点的零点处,这意味着无论增益如何变化,这条根轨迹总是位于右半平面,即直线一级倒立摆系统系统总是不稳定的。
2.2根轨迹法校正
为了改善系统性能,在原点处增加一个额外的极点,绘出新的根轨迹如图6。
该根轨迹有三条渐近线,一条在负实轴方向上,另外两条根轨迹永远不会到达左半平面,所以系统仍然不稳定。
因此在左半平面增加一个远离其他零极点的极点,为了保证渐近线的数目为2,同时增加一个零点,要求其中极点相对较大而零点相对较小,得到一组零极点(这里取增加的极点为50'-=p ,增加的零点为10'-=q ),校正后系统
的根轨迹如图7所示。
也就是说采用串联校正装置的结构为50)10()(++=
s s K s C 时,适当选取K 值可使得系统稳定。
在此基础上,微调校正装置的零极点,可使系统的动态响应以及稳态指标满足要求。
图6 增加极点后的根轨迹
图7 校正后系统的根轨迹
2.3闭环系统仿真
MATLAB提供了一个强大的图形化仿真工具Simulink,加控制器的直线一级倒立摆Simulink模型如图8所示。
运行图8,得到加根轨迹校正仿真结果如图9。
由图9可以看出,系统稳态误差极小,但是稳定时间较长,闭环系统是稳定的。
图8 根轨迹校正的仿真模型
图9 根轨迹校正的仿真曲线
3.仿真分析
采用固高科技所提供的控制器程序,在MATLAB软件下进行仿真设计,其中控制系统仿真图如下所示。
采用双闭环控制结构,即倒立摆的摆角环和位置环共同控制的模式。
分别调整两个PID控制器的相关参数,在输入为阶跃的条件下记录倒立摆的摆角和位置随时间的变化情况,当PID Control1参数为Kp=60,Ki=20,Kd=10,位置环的PID Control2参数为Kp=20,Ki=10,Kd=15时,输出的位置曲线和摆角曲线基本
满足课设要求,稳态恢复时间约为5秒,稳态时摆杆与垂直方向的夹角变化恰好等于0.1弧度,其波形如下图5。
图10 双闭环控制系统仿真图
图11 位移、角度响应曲线
4.实物调试
将固高Simulink模块中两个PID Control 的参数设置到Demo模块中,进行相关设置后编译程序,并使倒立摆和计算机建立联系,运行程序,缓慢提起倒立摆的摆杆到竖直向上的位置,在程序进入自动控制后松开。
实验中观察到运行程序的初始时期,倒立摆有倾倒的趋势,这时电机运动幅度较大,较短的一段时间后,倒立摆垂直立起,电机在很小的一段幅度左右摆动,说明倒立摆倒立成功。
图12 固高PID控制器Demo实物调试程序
5.结论与体会
在本次课程设计的实践中,通过我们小组成员的共同努力,包括课设前的相关理论计算和系统的仿真调试与校正、倒立摆实物的调试以及相关系统指标的分析与验证,最终实现了倒立摆的倒立并且满足课程设计中所要求的指标。
通过本次课程设计的学习,我们掌握了MATLAB仿真软件的使用方法及控制系统的调试方法,加深了对自动控制理论的认识理解,培养了理论联系实际的能力。
6.问题思考
①试采用一种PID参数整定方法,并仿真分析验证。
如何提高对于扰动的抑制能力?
PID 控制三者的控制方向不同,积分控制减小稳态误差但是加大暂态的超调和震荡,微分控制减小稳态误差,积分控制加快运动速率,减小调整时间,利用三者的协调配合,提高系统对干扰的抑制能力。
②能否分析摆杆初始偏角的影响。
初始偏角在实验数学模型构建时,将初始角度设为π,即在 180 度附近对θ进行控制,所以必须把杆竖直放置系统才会对倒立摆进行控制,初始杆数值向下为0度,
无法进行角度控制。
③能否分析不同的控制方法中对参数不确定性的容忍程度( 鲁棒性)。
对比例控制而言,通过实验中的仿真可以看出k的变化对系统响应的改变不大,可以看出比例控制的鲁棒性很高。
而对于微分控制,微分控制减小稳态误差,稍加改变稳态误差就会有变化,对于积分控制,因为所需要的调整时间很短,稍加改变就会使时间有不小变化,且积分控制可以使系统的稳态误差得到本质性的改善,所以对积分和微分控制的鲁棒性较小。
④你能否提出一种可行的控制方法,并说明理由。
本实验选择 PID 控制,是一种较成熟的有源矫正装置。
我们可以选择无源校正装置进行控制,因为我们要对系统进行超前矫正,所以我们可以使用相位超前校正装置,即加入相位超前 RC 网络既可以实现目的。
相位超前RC网络由一个并联的R和C 和一个电阻串联而成,它提供的传递函数的零点与极点都位于负实轴上,满足要求。
但是无源校正相对于有源校正有很多不足之处,比如要发挥无源校正的最大作用必须满足输入阻抗为零输出阻抗为无限大,这是几乎无法完成的,但虽有缺点,无源相位超前校正装置仍是一种较好的矫正系统。
⑤实际上的建模和理论上的模型有何差别?
实际建模之中存在大量干扰,比如实验设备的摩擦,风的干扰,以及实验设备本身的分辨率等,所以实际试验时有必要修改一些参数。
因为积分控制控制稳态误差,基本不能修改,所以微小改变 Kp,Kd 来控制。
⑥如何进行摆角和小车位置的双闭环控制?
采用两个 PID 分别控制小车的位置和小车的摆角,将二者并联反馈。
7.参考文献
[1]《自动控制理论》夏德钤翁贻方,机械工业出版社 2012.11
[2]《基于根轨迹法的直线一级倒立摆控制系统设计》唐必清谢丽蓉陈辉
潘彦峰王筱,科学实践
(注:文档可能无法思考全面,请浏览后下载,供参考。
可复制、编制,期待你的好评与关注!)。