一级倒立摆系统仿真及分析.doc资源-CSDN文库

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一级倒立摆系统仿真及分析

1.摘要

本次课程设计，我们小组选择一级倒立摆系统作为物理模型，首先通过物理分析

建立数学模型，得到系统的传递函数，通过对传递函数的极点，根轨迹，单位阶

跃响应来分析系统稳定性。建立状态空间模型，利用matlab进行能控能观性分析，

输入阶跃信号，分析系统输出响应。通过设定初始条件，查看系统稳定性，利用

simulink绘制系统状态图。再对系统进行极点配置，进行状态反馈，使得系统在

初始状态下处于稳定状态，并绘制系统状态图。

2.课程设计目的

倒立摆系统是一个经典的快速、多变量、非线性、绝对不稳定系统，是用

来检验某种控制理论或方法的典型方案。倒立摆控制理论产生的方法和技术在半

导体及精密仪器加工、机器人技术、导弹拦截控制系统和航空器对接控制技术等

方面具有广阔的开发利用前景。因此研究倒立摆系统具有重要的实践意义。

3.课程设计题目描述和要求

本次课程设计我们小组选择环节项目三：系统状态响应、输出响应的测量。

环节目的：

1.利用 MATLAB 分析线性定常系统。

2.利用 SIMULINK 进行系统状态空间控制模型仿真，求取系统的状态响应及

输出响应。

环节内容、方法：

1.给定系统状态空间方程，对系统进行可控性、可观性分析。并利用 SIMULINK

绘制系统的状态图，求取给定系统输入信号和初始状态时的状态响应及输出响应。

2.给定两个系统的状态空间模型，分别求两个系统的特征值；将两个系统的

系统矩阵化为标准型；求出给定系统初始状态时，状态的零输入响应；求两个系

统的传递函数并分析仿真结果。

4.课程设计报告内容

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