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(图纸+论文)直线倒立摆的稳定控制算法设计(全套完整) (图纸+论文)直线倒立摆的稳定控制算法设计(全套完整)

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《(图纸+论文)直线倒立摆的稳定控制算法设计(全套完整)》修改意见稿

1、以下这些语句存在若干问题,包括语法错误、标点使用不当、语句不通畅及信息不完整——“.....年代后期开始,较多的研究了倒立摆系统中的非线性特性,提出了系列的基于非线性分析的控制策略,年,等人应用基于李亚普诺夫的方法控制了环形级倒立摆。国内对倒立摆的研究始于年代,三级倒立摆及多级倒立摆的研究也取得了很大进展,不仅在系统仿真方面,而且在实物实验中,都出现了控制成功的范例。尹征琦等成功的以模拟的降维观测器实现了二级倒立摆的控制。梁任秋等针对二级倒立摆系统给出了三种实用的数字控制器和降维观测器。年,北京航空航天大学教授张明廉将人工智能与自动控制理论相结合,提出“拟人智能控制理论”,实现了用单电动机控制三级倒立摆实物以及后来实现对二维单倒立摆控制。年,罗成等人实现了五级倒立摆的控制。对倒立摆这样的个典型被控对象进行研究,它在理论上和方法上都具有重要意义。不仅由于其级数增加而产生的控制难度是对人类控制能力的有力挑战,更重要的是实现其控制稳定的过程中不断发现新的控制方法探索新的控制理论......”

2、以下这些语句存在多处问题,具体涉及到语法误用、标点符号运用不当、句子表达不流畅以及信息表述不全面——“.....各种控制理论和方法都可以在这里得以充分实践,并且可以促成相互间的有机结合。摆杆角度和小车所受外界作用力的传递函数.系统可观可控性分析对矩阵,矩阵和矩阵可得到如下所示的的可控性矩阵,可得到如下所示的的可观性矩阵当的秩为时,系统可控当的秩为时,系统可观。在中计算得到可以看出,系统的状态完全可控性矩阵的秩等于系统的状态变量维数,系统的可观性矩阵的秩等于系统的状态变量维数,所以系统可控且是能观的,因此可以对系统进行控制器的设计,使系统稳定。系统阶跃响应分析上面已经得到系统的状态方程,对其进行阶跃响应分析,在中键入以下命令,得到如下结果图直线级倒立摆单位阶跃响应仿真可以看出,在单位阶跃响应作用下,小车位置和摆杆角度都是发散的。.级直线倒立摆控制器设计与仿真控制器设计及算法仿真控制以其结构简单稳定性好工作可靠调整方便而成为工业控制的主要技术之。当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时......”

3、以下这些语句在语言表达上出现了多方面的问题,包括语法错误、标点符号使用不规范、句子结构不够流畅,以及内容阐述不够详尽和全面——“.....系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用控制技术最为方便。即,当我们不完全了解个系统和被控对象,或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用控制技术。控制器是种线性控制器,它根据给定与实际输出值构成控制偏差.的控制规律为式中,为比例系数为积分时间常数为微分时间常数。控制原理如图.图.控制原理下面是通过对倒立摆在中的文件实现对倒立摆的仿真曲线,整定参数的步骤如下.将控制器的积分系数和微分系数均设置为,比例系数设置为较小的值,使系统运行,同理在分别将其他两个参数改为,总结这三个参数对系统响应的影响。.逐渐增大比例系数,调节器的各个参数和的值,观察曲线的变化情况,同理,再次改变另外两个参数时,观察曲线变化。可以看出变换参数对摆杆及小车位置的响应曲线杆和小车的位移......”

4、以下这些语句该文档存在较明显的语言表达瑕疵,包括语法错误、标点符号使用不规范,句子结构不够顺畅,以及信息传达不充分,需要综合性的修订与完善——“.....摆杆及小车的动态性能有所提高,调节时间缩短,增加了摆杆幅值和小车的运动往复次数,控制力的输出量增加,所以说消耗了更多的能量。增加积分系数时可以看见到,当从时,系统的性能明显提高,响应时间缩短,动态性能得到了很大的提高。下即变量各阶导数为零,描述变量之间关系的代数方程叫静态数学模型而描述变量各阶导数之间关系的微分方程叫动态数学模型。如果已知输入量及变量的初始条件,对微分方程求解,就可以得到系统输出量的表达式,并由此对系统进行性能分析。因此,建立控制系统的数学模型是进行控制系统分析和设计的首要工作。建立控制系统数学模型的方法有分析法和实验法两种。分析法是对系统各部分的运动机理进行分析,根据它们所依据的物理规律或化学规律分别列写相应的运动方程。例如,电学中有基尔霍夫定律......”

5、以下这些语句存在多种问题,包括语法错误、不规范的标点符号使用、句子结构不够清晰流畅,以及信息传达不够完整详尽——“.....热力学中有热力学定律等。实验法是人为地给系统施加种测试信号,记录其输出响应,并用适当的数学模型去逼近,这种方法称为系统辩识。下面我们采用分析法来对倒立摆的数学模型进行分析。.级倒立摆模型分析图.级倒立摆简化模型在忽略了空气阻力和各种摩擦之后,可将直线级倒立摆系统抽象成小车和匀质杆组成的系统,如图.所示。实际系统的模型参数如下表.系统模型参数参数名称实际值单位小车质量.摆杆的质量.摆杆惯量.摆杆转动轴心到杆质心的长度.小车摩擦系数.摆杆与垂直向上方向的夹角作用在系统上的外力通过对小车受力分析得到小车水平方向所受的合力.由摆杆水平方向的受力进行分析可以得到下面等式.即.把这个等式代入上式中,就得到系统的第个运动方程.为了推出系统的第二个运动方程,我们对摆杆垂直方向上的合力进行分析,可以得到下面方程力矩平衡方程如下.注意此方程中力矩的方向,由于,因此等式前面有负号。合并这两个方程,约去和,得到第二个运动方程.设......”

6、以下这些语句存在多方面的问题亟需改进,具体而言:标点符号运用不当,句子结构条理性不足导致流畅度欠佳,存在语法误用情况,且在内容表述上缺乏完整性。——“.....假设与单位是弧度相比很小,即时,则可以进行近似处理。为了与控制理论的表达习惯相统,即般表示控制量,用来代表被控对象的输入力,线性化后两个运动方程如下.对方程组.进行拉普拉斯变换,得到.注意推导传递函数时假设初始条件为。由于输出为角度,求解方程组.的第个方程,可以得到.或.如果令,则有.把上式代入方程组.的第二个方程,得到.整理后得到以输入力为输入量,以摆杆摆角为输出量的传递函数.其中设系统的状态空间方程可写成如下形式.方程组.对解代数方程,得到如下解.整理后得到系统状态空间方程.只要将直线级倒立摆的实际结构参数代入式.中,便可得到矩阵,如下摆杆角度和小车位移的传递函数.摆杆角度和小车加速度之间的传递函数为.性主要的模型误差以及机械传动间隙,各种阻力等,实际控制中般通过减少各种误差来降低不确定性,如通过施加预紧力减少皮带或齿轮的传动误差,利用滚珠轴承减少摩擦阻力等不确定因素。耦合性倒立摆的各级摆杆之间......”

7、以下这些语句存在标点错误、句法不清、语法失误和内容缺失等问题,需改进——“.....在倒立摆的控制中般都在平衡点附近进行解耦计算,忽略些次要的耦合量。开环不稳定性系统工作原理倒立摆系统是由上位机作为控制界面的输出,通过上位机对倒立摆系统的仿真过程进行参数的选改,运动控制卡进行电机反馈和角度编码器的反馈计算,并将参数的反馈发送到电机驱动器,进而控制电机输出。其工作原理如下图.所示图.直线倒立摆控制系统硬件框图由图可以看出倒立摆系统是个闭环系统,图中光电码盘由伺服电机自带,可以根据该码盘的反馈通过换算获得小车的位移,小车的速度信号可以通过差分得到。摆杆的角度由光电码盘测量出来并直接反馈到控制卡,角度的变化率信号可以通过差分得到。计算机从运动控制卡中实时读取数据,确定控制决策电机的输出力矩,并发送给运动控制卡。运动控制卡经过内部的控制算法实现该控制决策,产生相应的控制量,使电机转动,带动小车运动,保持摆杆平衡。.系统机械结构设计底座设计对于底座的设计,选用的是固定式的底座,如图.所示图......”

8、以下文段存在较多缺陷,具体而言:语法误用情况较多,标点符号使用不规范,影响文本断句理解;句子结构与表达缺乏流畅性,阅读体验受影响——“.....不会因为机器长时间运行而改变其水平条件,加工也简单,可以直接铸造得到。小车部分设计为了实现倒立摆摆杆的自由摆动,同时测量摆杆转动角度,需要设计个铰链来实现。铰链由转轴深沟球轴承和轴承座构成,转轴安装在滚动轴承上用来连接摆杆和光电编码器。为使铰链转动灵活,必须保证轴承座中的两个深沟球轴承同心。因此,轴承座安装轴承的孔应设计为通孔,并在车床上次装夹加工完成,以避免产生二次装夹误差。同时,光电编码器的安装没有选择现有倒立摆实验装置的安装方法即把编码器安装在支架上,而是直接把编码器固定在轴承座的端,这样可以避免产生新的装配误差。而且选择此方法还在轴承座加工中增加了道加工工序,即车完轴承装配孔后将编码器安装面重车刀,保证编码器安装面与轴承座的轴承安装孔垂直。转轴的设计直接关系到摆杆铰链的灵活程度,从而影响倒立摆控制的稳定性。因此,必须保证转轴轴承装配面和编码器轴装配面是同心的。同时为了保证编码器安装后与转轴同心......”

9、以下这些语句存在多方面瑕疵,具体表现在:语法结构错误频现,标点符号运用失当,句子表达欠流畅,以及信息阐述不够周全,影响了整体的可读性和准确性——“.....然后利用三爪夹盘将转轴固定,利用顶尖在编码器装配孔中以增加转轴在加工中的刚性,最后完成其余加工工序。要满足小车在轨道上往复运动并尽量减少摩擦,系统采用直线轴承实现。直线轴承座设计中的关键是保证两个直线轴承座轨道安装面是同心的。因此,需要先将两个截面为正方形的长方体棒料在车床上利用四爪夹盘装夹,并在正方形截面的中心钻孔,留.毫米余量进行精加工,直线,倒立,稳定,不乱,控制,节制,算法,设计,毕业设计,全套,图纸本文首先利用牛顿力学分析的方法和拉格朗日法建立了直线级二级三级倒立摆实物系统的线性状态方程,并在此基础上分析了该系统是不稳定的,同时又是能控的和能观的。基于此本文设计了直线倒立摆系统的机械本体部分,研究了直线级二级三级倒立摆系统的和状态空间极点配置控制算法,同时利用对各个算法进行分析,由仿真结果表明对于像倒立摆这样的非线性模型,通过对其数学模型的建立,设计相应的控制器,并对其实现控制是可行的......”

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