Matlab Simulink環境下電機控制實驗報告
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- 實 驗 報 告一、實驗內容
（1）完成Matlab Simulink環境下電機控制實現；
（2）完成.直線倒立擺建模、仿真與分析；
（3）完成直線一級倒立擺PID控制實驗：
1）理解并掌握PID控制的原理和方法，并應用于直線一級倒立擺的控制；
2）在Simulink中建立直線一級倒立擺模型，通過實驗的方法調整PID參數并仿真波形；
3）當仿真效果達到預期控制目標后，下載程序到控制機，進行物理實驗并獲得實際運行圖形。倒立擺是進行控制理論研究的典型實驗平臺，它是一個復雜的非線性系統。PID 控制器因其結構簡單，容易調節，且不需對系統建立精確的模型，在控制上應用較廣。系統描述如下：小車由電機通過同步帶驅動在滑桿上來回運動，保持擺桿的平衡。電機編碼器和角度編碼器向運動控制器反饋小車和擺桿的位置（線位移和角位移）。 本次實驗的內容是：利用MATLAB在Simulink 中建立直線一級倒立擺模型，通過調節PID參數和觀察示波器波形，來滿足系統響應快、穩定時間短、超調量小的要求，實時控制不銹鋼導軌上的小車的運動，使小車上的一級倒立擺桿保持在垂直倒立狀態；比較擺桿的波形圖來分析控制的效果。
二、實驗過程
1. 實驗原理
（1）Matlab Simulink環境下電機控制實現
實驗對象為倒立擺系統上的交流伺服電機。將運動控制器當前軸設定成速度控制模式，用戶需要設定最大速度和加速度兩個參數。該模式下，開始運動時將以設定的加速度連讀加速到設定的最大速度，運動方向由速度的符號確定。
（2）直線倒立擺建模方法
對于倒立擺系統，由于其本身是自不穩定的系統，實驗建模存在一定的困難，但忽略一些次要因素后，它是一個典型的剛體系統，可應用經典力學理論，建立系統的狀態方程數學模型。
（3）直線一級倒立擺PID控制原理
經典控制理論的研究對象主要是單輸入單輸出的系統，控制器設計時一般需要有關被控對象的較精確模型。PID控制器因其結構簡...
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