基于虛擬樣機(jī)倒立擺的控制系統(tǒng)研究.pdf

1、倒立擺系統(tǒng)是一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)。倒立擺屬于典型的單輸入多輸出、多變量、非線性、強(qiáng)耦合，不穩(wěn)定的高階系統(tǒng)。它不僅具有生動(dòng)直觀的教學(xué)特點(diǎn)，而且在研究方面同樣具有重要的價(jià)值。研究倒立擺系統(tǒng)除了有很強(qiáng)的理論意義外，同時(shí)也具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義，如在研究雙足機(jī)器人直立行走、火箭發(fā)射過程的姿態(tài)調(diào)整和直升機(jī)飛行控制領(lǐng)域中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，相關(guān)的科研成果已經(jīng)應(yīng)用到航天科技和機(jī)器人學(xué)等諸多領(lǐng)域。因此長(zhǎng)期以來倒立擺是控制理論及其應(yīng)用領(lǐng)域里引起人們關(guān)注的

2、問題。
　　 本文闡述了倒立擺系統(tǒng)的研究發(fā)展過程和現(xiàn)狀，推導(dǎo)了倒立擺的數(shù)學(xué)模型，分析了倒立擺系統(tǒng)的特性，對(duì)倒立擺系統(tǒng)的可控性進(jìn)行了深入的分析，并通過階躍響應(yīng)驗(yàn)證了倒立擺系統(tǒng)不穩(wěn)定性。在多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件ADAMS環(huán)境下建立了倒立擺的虛擬樣機(jī)，詳細(xì)論述了如何將虛擬樣機(jī)調(diào)入控制分析軟件Simulink中，并與Simulink中的控制器有機(jī)連接，進(jìn)行機(jī)電一體化系統(tǒng)的聯(lián)合仿真的過程。分別利用根軌跡法和頻率響應(yīng)法設(shè)計(jì)了控制器，分別