球杆系统.ppt

球杆系统;一、概述;2.球杆系统的特点 球杆系统是一个典型的非线性系统，理论上而言，它是一个真正意义上的非线性系统，其执行机构还具有很多非线性特性，包括： ? 死区 ? 直流马达和带轮的传动非线性。 ? 位置测量的不连续性。 ? 导轨表面不是严格的光滑表面，产生非线性阻力。 ;3.主要组成部分;3.1 机械部分;3.2 智能伺服驱动;二、系统建模;小球的动力学和重力、惯量以及离心力等有关系，小球在横杆上滚动的加速度如下式： ;α在0附近，故在0附近对其进行线性化，并代入（1），得到近似的线性方程： ;3 电气模型;? 电机的模型 ;伺服系统的闭环结构图如下： ;再次简化如： ;? 球杆系统采用电位计检测小球的位置，电位计安装在横杆上，小球位置对应的电压信号输送给IPM100智能驱动的AD转换器。 ;4 控制结构;三、实验 ;2.球杆系统的PID控制 ;3.完成报告内容 （1）在Simulink中??立球杆系统的动力学模型 （2）假设控制的性能指标要求如下： ? 调整时间小于1秒（2％误差） ? 超调量小于10％ 分别对球杆系统实现P控制、PD控制、PID控制，对其稳定性进行理论分析，并在实际系统上验证，给出控制实验结果曲线。;PID控制演示界面