摘要：球杆系统是自控原理等基础控制课程教学实验设计的实验设备，是一个非线性不稳定系统。球杆系统的非线性体现在驱动导轨运动的电机主轴和导轨仰角间以及齿轮和导轨间的传动有着多处非线性关系。称球杆系统是不稳定系统，是由于不管导轨的仰角是固定的还是不固定的，小球仍然是不确定位置的。对于一个固定的导轨仰角，小球以一个固定的加速度运动一直到停在导轨的底端。本课题基于PID控制以及根轨迹控制，在MATLAB/Simulink环境下进行了仿真，并同时设计了基于时域法的控制器，最后分别实现了基于PID控制以及根轨迹控制的实时控制。58108

毕业论文关键词： 球杆系统；现代控制理论；MATLAB；PID控制

The Cue Control System Design Of Time Domain

Abstract: The club system is the basic control course teaching experiment design of the experiment equipment, Is a nonlinear and unstable system. The nonlinearity of the ball and beam system is reflected in the driving guide rail movement of the motor spindle and the guide rail elevation angle and the gear and the guide rail between the transmission has many nonlinear relations. The ball and beam system is not stable system, is because the elevation angle of the guide is fixed or not fixed, the ball is still uncertain location. For a fixed guide rail elevation angle, the ball is fixed to the bottom end of the guide rail with a fixed acceleration motion. This paper based on PID control and root locus control, simulation in Matlab / Simulink environment, and at the same time, the design of the controller based on time-domain method. Finally, the realization of the PID control and root locus control of real-time control based on.

Keywords: Ball and Beam System; Modern control theory; MATLAB; PID control

目录

1 绪论 1

1.1 球杆系统的发展史 1

1.1.1 球杆系统的特点 2

1.2 国内外研究现状和方向 2

1.3 本课题的基本内容 3

2 球杆系统的构造以及调试 5

2.1 主要组成部分 5

2.2 球杆系统的机械组成部分 5

2.3 球杆系统的机械模型 6

2.4 智能伺服驱动 7

2.5 球杆系统的连接 8

3 球杆系统的数学模型建立 9

3.1 球杆系统的开环模型 9

3.2 球杆系统的机械模型建立 9

3.3 球杆系统的PID控制 10

3.3.1 P控制 11

3.3.2 PD控制 12

3.3.3 PID控制分析 13

3.3.4