基于单片机控制的旋转倒立摆建模分析与系统设计

摘要：

旋转倒立摆结构简单,但控制系统较为复杂.介绍了旋转倒立摆的结构原理,运用分析力学中的Lagrange方程建立了旋转倒立摆的线性数学模型,推导出其公式及较为准确的状态方程描述,分析了旋转倒立摆的不稳定性和可控性.设计了控制系统硬件电路及软件程序编写,对系统整个控制过程进行了数据采集、图形展示,分析了摆杆从自然下垂到摆起180°实现倒立的整个过程.系统采用离散PID调节算法进行控制,保证了系统的稳定性,融入卡尔曼滤波算法滤除可能出现的干扰信号,保证了数据的准确性.

关键词：旋转倒立摆、Lagrange、数学模型、卡尔曼滤波、PID调节

所属期刊栏目：42

分类号：TK323(热工量测和热工自动控制)

资助基金：南京工程学院青年基金重点项目QKJA201404;南京工程学院2014年校级教学改革项目JG201440;南京工程学院创新基金重大项目CKJA201410

在线出版日期：2016-09-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：76-79