倒立摆控制系统开发

论文编号:ZD405  论文字数:23214,页数:65，有开题报告，任务书，文献综述

摘要
 倒立摆不仅仅是一种优秀的教学实验仪器，同时也是进行控制理论研究的理想实验平台。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，相关的科研成果在航天科研和机器人学方面获得了广阔的应用。
 本文是在对固高公司直线型一级倒立摆系统研究的基础上完成的。通过运用该公司的倒立摆进行了PID、根轨迹法、频域响应法等多种控制器的调节实验，本文利用C语言编程对操作界面进行了改进（添加了模糊控制）。本课题可以说有着重要的理论和实际应用意义。
关键词：倒立摆系统，实验研究，C语言，人机界面

Development of Inverted Pendulum Control System
ABSTRACT: Inverted Pendulum is not only a kind of excellent teaching experimental instrument, but also an ideal experiment platform of control theory research. Because the inverted pendulum system itself has many characteristics as high order, unstable, many variables, nonlinear and close coupling, many modern control theory researchers consider it as the typical research object at all times, and constantly excavate new control strategies and control methods, the related research productions playing a widely application role in space science research and robotology.
 This dissertation is based on the research of Goggle linear single stage inverted pendulum. We processed many experiments as PID, root-locus method, frequency response method, etc. by the inverted pendulum of this company. We improved the operation interface with C programming language (added fuzzy control). Therefore this project dissertation has important significance in both the theory and practical aspects.
Keywords: Inverted Pendulum system, Experimental research, C programming language,  man-machine interface

目录
摘要…………………………………………………………………I
Abstract …………………………………………………………II
第1章 绪论……………………………………………………………1
 1.1 自动控制理论的发展…………………………………………1
 1.2 倒立摆系统研究的意义………………………………………2
 1.3 倒立摆系统的发展……………………………………………3
 1.4对倒立摆系统稳定性研究的意义……………………………4
 1.5 倒立摆系统应用及现状………………………………………4
 1.5.1 手动控制……………………………………………………5
 1.5.2仿人智能控制………………………………………………5
 1.6 传统控制方法在倒立摆系统控制中的应用……………………6
 l.6.l 经典控制理论………………………………………………6
 1.6.2 现代控制理论………………………………………………6
 1.7 人工智能控制方法在倒立摆控制中的应用……………………7
 1.7.1 模糊逻辑控制………………………………………………7
 1.7.2 神经网络控制………………………………………………7
 1.8 论文工作介绍…………………………………………………8
第2章 固高倒立摆系统的组成及工作原理…………………………9
 2.1 认识单级倒立摆系统…………………………………………9
 2.2 倒立摆控制系统的硬件组成…………………………………10
 2.2.1 GT-400-SV技术指标……………………………………11
 2.2.2  GT-400-SV典型应用……………………………………12
 2.3 倒立摆系统的软件组成………………………………………13
 2.3.1 控制系统软件……………………………………………13
 2.3.2  DOS版控制系统软件说明………………………………13
控制系统程序软件命令…………………………………14
第3章 固高倒立摆系统的实验研究…………………………………17
 3.1 实验前的仪器准备…………………………………17
 3.2 倒立摆系统实验研究……………………………………19
 3.2.1  PID控制器设计及调节实验……………………………19
 3.2.2  根轨迹法控制器设计及调节实验………………………26
 3.2.3  频域响应法控制器设计及调节实验………………37
第4章 固高倒立摆系统的界面分析…………………………………49
 4.1 系统软件操作界面介绍………………………………………49
 4.2 系统人机界面程序分析………………………………………51
 4.2.1 人机界面程序函数…………………………………………51
 4.2.2 算法控制界面改进…………………………………………52
总结
参考文献
附录A 程序
致谢