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《青岛科技大学》 2006年
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基于DSP实现对倒立摆的控制

张霞  
【摘要】:倒立摆控制是一个经典的控制平衡课题。作为一个自然不稳定系统,倒立摆一直被用作实时控制系统实验的控制设备。倒立摆的稳定控制相当困难,通过对它的研究不仅可以解决控制中的理论问题,还能将控制理论涉及的三个主要基础学科:力学、数学和电学(包含计算机)进行有机的综合应用,对控制领域的研究者来说是一个极具挑战性的难题。 本论文首先阐述了对倒立摆系统控制的研究发展过程和现状;随后详细介绍了一级和二级倒立摆系统的动力学建模过程。并且在传统的PID控制的基础上,对一阶倒立摆进行了变比例控制,由它控制的倒立摆系统鲁棒性也很好,并能长时间稳定站立。但考虑到参数确定很复杂,而且参数调节也很难,所以又采用线性二次型调节法,通过调节输入量的权重R和状态量的权重Q,得到最优控制器对应的反馈矩阵K,以实现倒立摆的稳定。 本论文还设计了基于DSP的计算机控制系统。详细介绍了DSP硬件电路设计和外围电路设计,用C和汇编语言编写了系统的控制程序。 此外,建立了Visual Basic与DSP的RS—232通讯,实时记录运动控制曲线和参数变化。并且对电机转速进行了闭环控制,利用程序实现了对电机的伺服调节。 最后,对本论文进行了总结,对下一步要进行的工作提出了自己的设想。 整个论文的完成,以一定的理论为基础,既有数学模型的推导,方法理论的探讨,又有实际控制系统设计过程,而且研究对象相当典型,故本课题有重大的理论意义和实际意义。
【学位授予单位】:青岛科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP273

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【参考文献】
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