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Harbin Institute of Technology

课程设计说明书

课程名称： 自动控制理论 设计题目：直线一级倒立摆控制器设计 院 系： 电气工程系 班 级： 0806152 设 计 者： 段大坤 学 号： 1082710118 指导教师： 郭犇 设计时间： 2011.6.13-2011.6.20

哈尔滨工业大学教务处

哈尔滨工业大学课程设计任务书 姓 名： 段大坤 院 （系）：电气工程系 专 业： 电气工程及其自动化 班 号：0806152 任务起至日期： 2011年 6月 13日至 2011年 6月 20 日 课程设计题目： 直线一级倒立摆控制器设计 已知技术参数和设计要求： 小车质量M=0.5Kg，摆杆质量m=0.2Kg，小车摩擦系数b=0.1N/m/s,摆杆转动轴心到杆质心的长度l=0.3m，摆杆惯量I=0.06kg·m·m,cai，采样时间T=0.005s。 设计要求： 设计双闭环的PID控制器，使得当在小车上施加0.1N的脉冲信号，闭环系统的响应指标为：（1）稳定时间小于5秒；（2）稳态时摆角与垂直方向的夹角变化小于0.1弧度。 设计状态空间极点配置控制器，当小车上施加0.2N的阶跃信号时闭环系统的响应指标为： （1）摆杆角度?和小车位移x稳定时间小于3秒 （2）x的上升时间小于1秒 （3）?的超调量小于0.35弧度 （4）稳态误差小于2% 工作量： 1. 建立直线一级倒立摆的线性化数学模型； 2. 倒立摆系统的PID控制器设计、MATLAB仿真及实物调试； 3. 倒立摆系统的极点配置控制器设计、MATLAB仿真及实物调试。 工作计划安排： 第1周（1）建立直线一级倒立摆的线性化数学模型； （2）倒立摆系统的PID控制器设计、MATLAB仿真； （3）倒立摆系统的极点配置控制器设计、MATLAB仿真。 第2周 （1）实物调试； （2）撰写课程设计论文。 同组设计者及分工： 独立完成 指导教师签字___________________ 年 月 日 教研室主任意见： 教研室主任签字___________________ 年 月 日 *注：此任务书由课程设计指导教师填写。