基于.pid控制的一级倒立摆系统的设计研究

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1、专业技术资料分享本科生毕业设计（论文）论文题目：基于PID控制的一级倒立摆系统的研究姓名：学院：专业：班级、学号：指导教师：WORD资料可编辑专业技术资料分享摘要本文的研究对象为一级倒立摆系统，主要是基于PID控制的一级倒立摆控制系统的设计。利用PID参数整定的多种方法对PID的三个参数进行调节，并对其优化，然后用利用Matlab对其进行仿真，并对最后仿真图的结果进行分析与比较。倒立摆是一种典型的非线性、多变量、强耦合、快速的、自然不稳定的系统。在实际生产生活中有很多类似的系统，故研究一级倒立摆系统的PID控制具有很大的实际意义。本文介绍了多种PID参数整定算法，主要采用了的是Z-N整定法，

2、并详细介绍了PID参数整定算法的相关理论和具体操作方法。在本文中还建立了一级倒立摆的数学模型和物理模型。本文着重讲述了Z-N整定法和试凑法对PID三个参数的进行优化的具体方法。用Matlab对一级倒立摆系统进行了仿真，并且比较这些方法的优缺点，对最后的仿真图结果研究和分析。得出PID参数整定方法的优缺点。关键词：PID控制器参数整定一级倒立摆Matlab仿真WORD资料可编辑专业技术资料分享AbstractObjectofthispaperisaninvertedpendulumsystemismainlybasedonPIDcontrolaninvertedpendulumcontrols

3、ystemdesign.UseavarietyofPIDparametertuningmethodtoadjustthethreeparametersofPID,anditsoptimization,andthenusethemusingmatlabsimulation,andtheresultsofthelastsimulationdiagramanalysisandcomparison.Invertedpendulumisatypicalnon-linear,multi-variable,strongcoupling,fast,naturallyunstablesystem.Inreal

4、lifetherearealotofsimilarproductionsystems,itisofaninvertedpendulumsystemPIDcontrolhasgreatpracticalsignificance.ThisarticledescribesavarietyofPIDparametertuningalgorithm,themainuseoftheZ-Nentiretitration,anddetailsofthePIDparametertuningalgorithmsrelatedtheoryandspecificmethodsofoperation.Inthisar

5、ticle,alsoestablishedamathematicalmodeloftheinvertedpendulumandphysicalmodels.ThispaperfocusesontheZNTuningMethodforPIDandgeneticalgorithmstooptimizethethreeparametersofspecificmethods.UsingMatlabonaninvertedpendulumsystemissimulated,andcomparetheadvantagesanddisadvantagesofthesemethods,drawingonth

6、efinalresultsofthesimulationstudyandanalysis.DrawtwodifferentPIDparametertuningmethodadvantagesanddisadvantages.Keywords:PID(Proportion Integration Differentiation)controllerParametertuningAninvertedpendulumMatlabsimulationWORD资料可编辑专业技术资料分享目录摘要IAbstractII1绪论11.1课题的研究背景及意义11.2国内外的研究现状21.3本文的主要内容32PI

7、D控制器参数整定法42.1PID控制器的原理42.2PID参数整定方法52.3PID控制器的参数整定142.4PID控制的特点153直线一级倒立摆系统的建模173.1倒立摆系统的简介173.2一级倒立摆系统数学模型的建立183.3倒立摆系统的的控制方法204直线一级倒立摆的PID控制器设计及仿真224.1基于Z-N整定法的PID控制器设计与仿真224.2基于试凑法的PID控制器设计与仿真244.3仿真结果的分