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《控制系统设计》课程设计报告

题目：倒立摆控制系统设计 班级： 姓名: 学号:

2011年03月09日

课程设计（论文）任务书

专 业 学 生 题 目 设计时间 自动化 班 级 指导教师 倒立摆系统的PID控制 2011年 3 月 2 日 至 2011年3月13日 共 2 周 设计（论文）的任务和基本要求，包括设计任务、查阅文献、方案设计、说明书（计算、图纸、撰写内容及规范等）、工作量等内容。 1．建立一阶倒立摆数学模型 2．做模型仿真试验 （1）给出Matlab仿真程序。 （2）给出仿真结果和响应曲线。 3．倒立摆系统的PID控制算法设计 设计PID控制器，使得当在小车上施加1N的脉冲信号时，闭环系统的响应指标为： （1）稳定时间小于5秒 设计要求 （2）稳态时摆杆与垂直方向的夹角变化小于0.1 弧度 并作PID控制算法的MATLAB仿真 4．倒立摆系统的最优控制算法设计 用状态空间法设计控制器，使得当在小车上施加0.2m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的稳定时间小于5秒 （2）x的上升时间小于1秒 （3）?的超调量小于20度（0.35弧度） （4）稳态误差小于2%。 指导教师签字： 系（教研室）主任签字：

2011年 3月 10 日

1. 实验设备简介 .......................................... 4 2.建立一阶倒立摆数学模型 ................................. 4 3.PID控制原理 ........................................... 7 4．模型仿真实验 ......................................... 10 5.参考资料 .............................................. 16