球杆系统建模及其控制器设计
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球杆系统控制器设计论文及matlab仿真--大学毕业设计论文
摘 要
以球杆系统作为主体,系统中的小球作为被控对象,设计一个模糊控制器,控制小球在装置导轨上的运行状态,分析小球在导轨上的运行状态,以此来反映模糊控制器的控制性能。设计首先对球杆系统组成结构及其基本原理进行分析之后,建立一个相对简化后的球杆系统模型;运用相关的模糊控制原理,建立球杆系统模糊控制规则,再对球杆系统进行模糊控制器设计。并在MATLAB仿真环境下建立控制器的仿真模型,对球杆系统进行仿真,测试模糊控制器的控制性能。
针对球杆系统自身存在的不稳定特性,在进行仿真时加入闭环反馈控制环节,这样不但可以提高系统的稳定性,还可以提高控制的精度,相较于其他一般控制,它更具有独特优势,更符合人类思维。
球杆系统作为如今研究控制理论的经典案例,与模糊控制融合之后,能更好地表现模糊控制在自动控制方面的优良特性。
关键词:球杆系统;模糊控制;MATLAB建模
ABSTRACT
In the ball and beam system as the main body, the ball as a controlled object,design a fuzzy controller , to control the ball in the gu
球杆系统控制器设计实验报告(北京理工大学)
球杆系统控制器设计实验报告
学院:自动化学院
组号:5 成员:
球杆系统控制器设计实验
一、实验目的和要求
1.1 实验目的
(1)通过本设计实验,加强对经典控制方法(PID控制器)和智能控制方法(神经网络、模糊控制、遗传算法等)在实际控制系统中的应用研究。 (2)提高学生有关控制系统控制器的程序设计、仿真和实际运行能力. (3)熟悉MATLAB语言以及在控制系统设计中的应用。 1.2 实验要求
(1)每两人一组,完成球杆系统的开环系统仿真、控制器的设计与仿真以及实际运行结果;
(2)认真理解设计内容,独立完成实验报告,实验报告要求:设计题目,设计的具体内容及实验运行结果,实验结果分析、个人收获和不足,参考资料。程序清单文件。
二、实验内容
本设计实验的主要内容是设计一个稳定的控制系统,其核心是设计控制器,并在MATLAB/SIMULINK环境下进行仿真实验,并在球杆实验平台上实际验证。算法实现:设计模糊控制器控制球杆系统,达到要求目标。
三、实验原理
3.1 球杆系统的特点
球杆系统是一个典型的非线性系统,理论上而言,它是一个真正意义上的 非线性
PID控制器设计
题目:应用不同的算法给下面各个模型设计PID控制器,并比较各个控制器下闭环系统的性能
①Ga(s)=1/(s + 1)^3②Gb(s)=1/(s + 1)^5③Gc(s)=(-1.5 + 1)/(s + 1)^3
试分别利用整定公式和PID控制器设计程序设计控制器,并比较控制器的控制效果。如果采用离散PID控制器,试比较一般离散PID控制器与增量式PID控制器下的控制效果。 解:
①Ga(s)=1/(s + 1)^3 工程设计法 数学模型如下图
1>比例单独作用 G = tf(1,[1 3 3 1]); Kp = [1:1:5];
for i = 1:length(Kp)
Gc = feedback(Kp(i)*G,1); step(Gc); hold on end
>> gtext('1 Kp = 1'), >> gtext('2 Kp = 2'), >> gtext('3 Kp = 3'), >> gtext('4 Kp = 4'), >> gtext('5 Kp = 5'),
Step Response1.41.215 Kp = 5Amplitude0.84 Kp = 43 Kp =
PID控制器设计
题目:应用不同的算法给下面各个模型设计PID控制器,并比较各个控制器下闭环系统的性能
①Ga(s)=1/(s + 1)^3②Gb(s)=1/(s + 1)^5③Gc(s)=(-1.5 + 1)/(s + 1)^3
试分别利用整定公式和PID控制器设计程序设计控制器,并比较控制器的控制效果。如果采用离散PID控制器,试比较一般离散PID控制器与增量式PID控制器下的控制效果。 解:
①Ga(s)=1/(s + 1)^3 工程设计法 数学模型如下图
1>比例单独作用 G = tf(1,[1 3 3 1]); Kp = [1:1:5];
for i = 1:length(Kp)
Gc = feedback(Kp(i)*G,1); step(Gc); hold on end
>> gtext('1 Kp = 1'), >> gtext('2 Kp = 2'), >> gtext('3 Kp = 3'), >> gtext('4 Kp = 4'), >> gtext('5 Kp = 5'),
Step Response1.41.215 Kp = 5Amplitude0.84 Kp = 43 Kp =
实时控制系统的步进电机速度控制器设计
湖北汽车工业学院科技学院 KT1023-3 ONION 实时控制系统的步进电机速度控制器设计
设计内容与要求:利用TPC-H通用微机接口实验箱设计一个实时控制系统的步进电机速度控制器。步进电机为四相,步距角为180/步,以单四拍方式运行。要求采用定时中断的方法控制步进电机的速度,转速在1~60r/min之间连续可调,具有正反转控制功能。
程序如下:
DATA SEGMENT
BUFF DW 0H,0BB8H,05DCH,3E8H,2EEH,258H,1F4H,1ACH,177H,14DH,12CH DW 110H,0FAH,0E6H,0D6H,0C8H,0BBH,0B0H,0A6H,9DH,96H DW 8EH,88H,82H,7DH,78H,73H,6FH,6BH,67H,64H DW 60H,5DH,5AH,58H,55H,53H,51H,4EH,4CH,4BH DW 49H,47H,45H,44H,42H,41H,3FH,3EH,3DH,3CH DW 3AH,39H,38H,37H,36H,35H,34H,33H,32H,32H BUF DW 1H BUF2 DB
微控制器系统设计复习题 - 图文
? 1. 通过 PA 口控制 PB 口,PA 口作为输入口与开关 K0~K7 相连,PB 口作为
输出口与小灯 L0~L7 相连。设计硬件电路,且编程控制,在拨动开关时控制小灯的亮灭。
ORG 0000H
START: MOV DPTR,#0FF7FH MOV A,#90H MOVX @DPTR,A
LOOP: MOV DPTR,#0FF7CH MOVX A,@DPTR INC DPTR MOVX @DPTR,A SJMP LOOP END
? 例题 用6264(8K×8位)给8051单片机的外围扩展8K的片外数据存储器,画出
与单片机相连地址线、数据线和控制线,并注明信号名称。
例题1 给8051单片机的外围扩展一片16K×8位片外程序存储器,画出与单片机相连地址线、数据线和控制线,并注明信号名称。
LED显示器有静态显示和动态显示两种方式,显示原理是什么?
静态显示:公共端应接在固定电平(共阳极接低电平,共阴极接高电平);段选与8为IO口相联
动态显示:将所有的显示位段选线的同名端并联接在一起,并由一个8位IO口控制,形成段选线的多为复用,显示为由相应的IO口弦控制,实现各位分时选通。
微控制器系统设计复习题 - 图文
? 1. 通过 PA 口控制 PB 口,PA 口作为输入口与开关 K0~K7 相连,PB 口作为
输出口与小灯 L0~L7 相连。设计硬件电路,且编程控制,在拨动开关时控制小灯的亮灭。
ORG 0000H
START: MOV DPTR,#0FF7FH MOV A,#90H MOVX @DPTR,A
LOOP: MOV DPTR,#0FF7CH MOVX A,@DPTR INC DPTR MOVX @DPTR,A SJMP LOOP END
? 例题 用6264(8K×8位)给8051单片机的外围扩展8K的片外数据存储器,画出
与单片机相连地址线、数据线和控制线,并注明信号名称。
例题1 给8051单片机的外围扩展一片16K×8位片外程序存储器,画出与单片机相连地址线、数据线和控制线,并注明信号名称。
LED显示器有静态显示和动态显示两种方式,显示原理是什么?
静态显示:公共端应接在固定电平(共阳极接低电平,共阴极接高电平);段选与8为IO口相联
动态显示:将所有的显示位段选线的同名端并联接在一起,并由一个8位IO口控制,形成段选线的多为复用,显示为由相应的IO口弦控制,实现各位分时选通。
电饭煲定时控制器设计
电饭煲定时控制器设计
作者:何建新 刘矛 雷学堂 杨帆
来源:《电子世界》2012年第20期
【摘要】电饭煲定时控制器主要利用单片机AT89C51、其它外围元件电路,组成一个具有接通外部电源功能的定时控制器,具有结构简单,定时准确、操作方便等特点。
【关键词】AT89C51;发光二极管;数码管
1.绪论
随着电子产品的不断更新换代,尤其是在智能控制方面技术有了显著的改进。传统电饭煲具有效率高,蒸饭速度快,操作简单等优点。但在使用时必须采用人工开启电饭煲,这在使用中感到非常不便。为此,本设计将介绍在生活中用的最多的定时控制器,主要利用单片机AT89C51、其它外围元件电路,组成一个具有接通外部电源功能的定时控制器。
2.电路的硬件设计
2.1 电源电路设计
电源电路包括电容和稳压器。通过该电路,使得220V电压变为5V,再通过电容的滤波作用,稳压器的稳压作用,可输出5V的稳定电压,如图1所示。
2.2 总的电路图
定时开关的硬件电路如图2所示。采用单片机直接驱动数码管,数码管采用动态显示,数码管的7个笔画直接接单片机的PO.0~P0.7,位选段接单片机的P2.0~P2.5,八个发光二极管接单片机的P1.0~P1.7,三个按键接单片机的P3.0~P3.2。当需要设置定
彩灯循环控制器设计
电子技术 课程设计说明书
题目: 彩灯循环控制器(B)
学生姓名: 曹文天 学 号: 200806010211 院 (系): 电信学院 专 业: 电气082 指导教师: 张震强
2010 年 12 月 10 日
-1-
-- 课程设计说明书
摘 要
这次课程设计的题目是彩灯循环控制器。题目的要求是:(1)采用一个半导体数码管作为控制器的显示器,能够自动地依次显示出数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9(自然数列),1、3、5、7、9(奇数列),0、1、2、3、4、5、6、7(音乐符号数列)和0、2、4、6、8(偶数列),然后又依次显示出自然数列、奇数列、偶数列和音乐符号数列……如此周而复始,不断循环。(2)打开电源时,控制器可自动清零,从接通电源时刻起,数码管最先显示出自然数列的0,再显示出1,然后按上述规律变化。
彩灯控制器主要是通过计数器来实现的。这个彩灯控制电路的实质是要产生一系列的数列,包括自然数列、奇数列、偶数列
简易温度控制器设计
;====变量及常数定义段====
INCLUDE "VARDFN.ASM"
;===============
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 0003H
LJMP INTS
ORG 000BH ;添加变量等定义模块
LJMP T0SER ;转T0中断服务子程序
ORG 002BH
LJMP T2SER
ORG 0030H
MAIN: INCLUDE "INITIAL.ASM" ;添加初始化模块
MLOOP: DJNZ T100MS,A2
MOV T100MS,#25
CLR TR1
MOV R2,TH1
MOV R3,TL1
SETB TR1
MOV TH1,#00H
MOV TL1,#00H
LCALL FTEMP
LCALL FTCTRL
A2: JNB TF0,$ ;4mS到?
CLR TF0 ;清定时标志
MOV TH0,#0F0H ;4mS定时重设
MOV TL0,#60H
LCALL RDKEY ;调用读键状态及去抖处理
LCALL DISP ;调用数码管动态显示
MOV A,STA ;根据状态值散转相应模块
ANL A,#03H
RL A
MOV DPTR,#MTAB
JMP @A+DPTR
MTAB: AJ