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自动控制理论课程设计

倒立摆系统的控制器设计

学生姓名： 指导教师： 杨欣 班 级： 自动化7班

重庆大学自动化学院

二O一三年一月

姚浪：倒立摆系统的控制器设计

课程设计指导教师评定成绩表

分值 优秀 (100>x≥90) 参考标准 学习态度认真，科学作风学习态度 严谨，严格保15 证设计时间并按任务书中规定的进度开展各项工作 设计合理、理论分析与计算正确，实验数技术水平与实际能力 25 据准确，有很强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献查阅能力调查调研非常合理、可信 有重大改进或创新 10 独特见解，有一定实用价值 结构严谨，逻论文(计算书、图纸)撰写质量 50 辑性强，层次清晰，语言准完全符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸非常工整、清晰 有较大改进或新颖的见解，实用性尚可 结构合理，符合逻辑，文章层次分明，语流畅，符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成清晰 设计合理、理论分析与计算正确，实验数据比较准确，有较强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能良好 (90>x≥80) 参考标准 学习态度比较认真，科学作风良好，能按期圆满完成任务书规定的任务 中等 (80>x≥70) 参考标准 学习态度尚好，遵守基本保证设计时间，按期完成各项工作 设计合理，设计基本合理论分析与计算基本正确，实验数据比较准确，有一定的实际动手能献引用、调查调研比较可信 有一定改进或新的见解 结构合理，结构基本合层次较为分明，文理通顺，基本达到规范化要求，书写比较工整；图纸比晰 理，逻辑基本清楚，文字尚通顺，勉强达到规范化要求；图纸比较工整 内容空泛， 结构混乱，文字表达不清，错别字较多，达不到规范化要求；图纸不工整或不清晰 有一定见解 理，理论分析与计算无大错，实验数据无大错 及格 (70>x≥60) 参考标准 学习态度尚可，能遵守组期完成任务 不及格(x<60) 参考标准 学习马虎， 纪律涣散，工作作风不严谨,不能保证设计时间和进度 设计不合理，理论分析与计算有原则错误，实验数据不可靠，实际动手能力差，文献引用、调查调研有较大的问题 观念陈旧 评分 项目 组织纪律，织纪律，能按力，文献引用、力，主要文合理、可信 强、引用合理、调查调研比较确，文字流畅，言准确，文字文；图纸工整、较工整、清指导教师评定成绩：

指导教师签名： 年 月 日

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姚浪：倒立摆系统的控制器设计

重庆大学本科学生课程设计任务书

课程设计题目 倒立摆系统的控制器设计 专业 自动化 年级 2010级 学院 自动化学院 1、已知参数和设计要求： M：小车质量 1.096kg m：摆杆质量 0.109kg b：小车摩擦系数 0.1N/sec l：摆杆转动轴心到杆质心的长度 0.25m I：摆杆惯量 0.0034kgm2 建立以小车加速度为系统输入，以摆杆角度为系统输出的被控对象数学模型。分别用根轨迹法、频率特性法设计控制器使闭环系统满足要求的性能指标；调整PID控制器参数，使闭环系统满足要求的性能指标。 2、利用根轨迹法设计控制器，使得校正后系统的性能指标满足： 调整时间ts?0.5s(2%误差带） 最大超调量?p%?10% 3、利用频率特性法设计控制器，使得校正后系统的性能指标满足： (1) 系统的静态位置误差常数为10； (2) 相位裕量为 50?； (3) 增益裕量等于或大于10dB。 4、设计或调整PID控制器参数，使得校正后系统的性能指标满足： 调整时间ts?2s(2%误差带） 最大超调量?p%?15% 学生应完成的工作： 1、利用设计指示书中的实际参数，通过机理推导，建立倒立摆系统的实际数学模型。 2、进行开环系统的时域分析。 3、利用根轨迹法设计控制器，进行闭环系统的仿真分析。 4、利用频域法设计控制器，进行闭环系统的仿真分析。 5、设计或调整PID控制器参数，进行闭环系统的仿真分析。 6、将所设计的控制器在倒立摆系统上进行实时控制实验。 7、完成课程设计报告。 3