浅谈电子设计竞赛中的的控制类题目(岳继光).ppt

浅谈电子设计竞赛中控制类题目——以“2013年电子设计竞赛C题”为例;今天讲座的主要内容;全国大学生电子竞赛控制类题目概况;全国大学生电子竞赛控制类题目概况;小车类：;2013年C题目概况:;2013年C题目概况:; 对倒立摆系统的研究能有效的反映控制中的许多典型问题：如非线性问题、鲁棒性问题、镇定问题、随动问题以及跟踪问题等。通过对倒立摆的控制，用来检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。; 倒立摆控制方法在军工、航天、机器人和一般工业过程领域中都有着广泛的用途，如机器人行走过程中的平衡控制、火箭发射中的垂直度控制和卫星飞行中的姿态控制等。; 倒立摆系统按摆杆数量的不同，可分为一级，二级，三级倒立摆等，多级摆的摆杆之间属于自由连接（即无电动机或其他驱动设备）。; 由中国的大连理工大学李洪兴教授领导的“模糊系统与模糊信息研究中心”暨复杂系统智能控制实验室采用变论域自适应模糊控制成功地实现了四级倒立摆。因此，中国是世界上第一个成功完成四级倒立摆实验的国家。;控制目标 倒立摆的控制问题就是使摆杆尽快地达到一个平衡位置，并且使之没有大的振荡和过大的角度和速度。当摆杆到达期望的位置后，系统能克服随机扰动而保持稳定的位置。;控制方法： 倒立摆系统的输入为小车的位移（即位置）和摆杆的倾斜角度期望值，计算机在每一个采样周期中采集来自传感器的小车与摆杆的实际位置信号，与期望值进行比较后，通过控制算法得到控制量，再经数模转换驱动直流电机实现倒立摆的实时控制。 ;倒立摆与自动控制理论实验;倒立摆控制系统要素：; 摘自天津大学吴爱国教授等“基于Lagrange方程建模的单级旋转倒立摆控制.中国工程科学.2005.Vol7.No710.p11-15”; 摘自天津大学吴爱国教授等“基于Lagrange方程建模的单级旋转倒立摆控制.中国工程科学.2005.Vol7.No710.p11-15”; 摘自天津大学吴爱国教授等“基于Lagrange方程建模的单级旋转倒立摆控制.中国工程科学.2005.Vol7.No710.p11-15”;V = mgLcosα;拉格朗日方程有广义坐标qi和L表示为：;在平衡点：;写出状态方程：;由状态方程（4）：;代入吴爱国教授算例：;控制量为电机输入电压！;旋转倒立摆控制系统原理示意图;2013年C题—旋转倒立摆简析;2013年C题—旋转倒立摆简析;2013年C题—旋转倒立摆简析;;2013年C题—旋转倒立摆简析;2013年C题—旋转倒立摆简析;2013年C题—旋转倒立摆简析;2013年C题—旋转倒立摆简析;2013年C题—旋转倒立摆简析;2013年C题—旋转倒立摆简析;2013年C题—旋转倒立摆简析;2013年C题—旋转倒立摆简析;2013年C题—旋转倒立摆简析;2013年C题—旋转倒立摆简析;几点思考：;几点思考：;几点思考：;几点思考：;几点思考：;谢谢！