基于DSP的倒立擺控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、作為一個(gè)自然不穩(wěn)定系統(tǒng)，倒立擺一直被用作實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的控制設(shè)備。通過(guò)對(duì)它的研究不僅可以解決控制中的理論問(wèn)題，還能將控制理論涉及的三個(gè)主要基礎(chǔ)學(xué)科：力學(xué)、數(shù)學(xué)和電學(xué)(包含計(jì)算機(jī))進(jìn)行有機(jī)的綜合應(yīng)用。此外，在近代機(jī)械控制系統(tǒng)中，如航空航天上直升飛機(jī)、火箭發(fā)射、衛(wèi)星發(fā)射及生活中的做體操、花樣滑冰、單輪騎車(chē)等等，都存在類(lèi)似于倒立擺的穩(wěn)定控制問(wèn)題。因此實(shí)現(xiàn)倒立擺系統(tǒng)穩(wěn)定控制的研究對(duì)實(shí)際工程和現(xiàn)實(shí)生活有非常重要的意義。 本論文的主要目標(biāo)

2、是設(shè)計(jì)和建造一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)控制倒立擺的平衡。論文中用到的控制理論主要是線性控制理論和反饋控制理論。 本文首先對(duì)倒立擺的背景和研究現(xiàn)狀作了總體介紹，簡(jiǎn)要的闡述了常見(jiàn)的控制算法。隨后詳細(xì)介紹了利用牛頓第二定律及相關(guān)的動(dòng)力學(xué)原理建立一級(jí)和二級(jí)倒立擺的數(shù)學(xué)模型，并用MAILAB對(duì)倒立擺的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了仿真。然后研究倒立擺系統(tǒng)的各種控制策略，比較了各種控制方法的效果。 本論文還設(shè)計(jì)了基于DSP的