南京工程学院控制理论应用课程设计任务书

1、南京工程学院课程设计任务书（1-10） 课 程 名 称 控制理论应用课程设计 院（系、部、中心） 自动化学院 专 业 自动化专业 班 级 自动化111/112/113/114,数控121起 止 日 期 2014.5-2014.6 指 导 教 师 汤玉东 林健/刘娣 1课程设计应达到的目的1 .综合运用相关控制理论知识独立完成倒立摆系统控制器设计、仿真与实物调试。 2. 通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析问题和解决实际问题的能力。 3. 掌握控制系统设计与仿真方法。 4. 学会撰写课程设计与实践报告。 5. 培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。2课程设计题目及要求针对固高一级、二级直线

2、倒立摆系统，设计相应的控制器，实现对倒立摆系统的稳定控制。【设计指标】任务（1）控制对象：一级直线倒立摆控制系统。控制器：模糊控制器（模糊集合划分7级，采用对称三角函数）。实现小车位置、摆杆角度的稳定控制。要求实现实物调试。任务（2）控制对象：一级直线倒立摆控制系统。控制器：模糊控制器（模糊集合划分9级，采用对称三角函数）。实现小车位置、摆杆角度的稳定控制。要求实现实物调试。任务（3）控制对象：一级直线倒立摆控制系统。控制器：PID控制方法。实现摆杆角度的稳定控制。要求实现实物调试。任务（4）控制对象：一级直线倒立摆控制系统。控制器：根轨迹控制方法。实现摆杆角度的稳定控制。要求实现实物调试。任

3、务（5）控制对象：一级直线倒立摆控制系统。控制器：极点配置方法。实现小车位置、实现摆杆角度的稳定控制。 要求实现实物调试。任务（6）控制对象：一级直线倒立摆控制系统。控制器：最优控制方法。实现小车位置、实现摆杆角度的稳定控制。要求实现实物调试。任务（7）控制对象：一级直线倒立摆控制系统。控制器：双闭环PID控制器。实现小车位置、实现摆杆角度的稳定控制。任务（8）控制对象：二级直线倒立摆控制系统。控制器：最优控制器实现小车位置、摆杆角度的稳定控制。任务（9）控制对象：二级直线倒立摆控制系统。控制器：模糊控制器（模糊集合划分7级，采用对称三角函数）。实现小车位置、摆杆角度的稳定控制。任务（10）控

4、制对象：二级直线倒立摆控制系统。控制器：模糊控制器（模糊集合划分9级，采用对称三角函数）。实现小车位置、摆杆角度的稳定控制。 3课程设计任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等要求根据上面所给定的功能要求，结合不同的设计指标，每个同学应独立完成设计任务，达到设计指标要求。其他的技术指标、参数要求，参考有关文献、资料和产品说明书各自选定。有些参数、资料查不到，可参考相近的设定。 设计任务针对固高一级、二级直线倒立摆系统，设计相关控制器，实现对倒立摆系统的稳定控制。【工作量要求】 （1）系统模型建立 （2）进行相关控制器设计，进行必要的参数计算和估算。（3）在matlab环境下进

5、行仿真分析报告中附上相应的仿真模型图，仿真结果图以及相关分析。（4）在matlab环境下进行仿真分析，进行实物调试（实物调试的题目）。 报告中附上相应的实物调试程序，倒立摆运行图以及相关分析。（5）写出设计说明书，画出原理图。4主要参考文献1 倒立摆与自动控制原理实验，固高科技有限公司，2005。2 直线倒立摆安装与使用手册，固高科技有限公司，2005。3 自动控制原理及其应用，高等教育出版社，黄坚主编，2009年。4 自动控制原理，科学出版社，胡寿松，2008年。5 智能控制技术，韦巍著，机械工业出版社，2000。6 智能控制技术，易继锴、侯媛彬编著，北京工业大学出版社，19995课程设计进

6、度安排起 止 日 期工 作 内 容周一周二周三周四周五复习有关教材、到图书馆查找有关资料，建立系统的数学模型。 控制器设计总体设计。 根据设计的要求和条件进行认真分析与研究，找出关键问题。广开思路，利用巳有的各种理论知识，设计出相应的控制器，具体参数可边调试边确定。仿真调试在matlab环境下构建相应的仿真模型，并仿真调整相应的控制器参数，获取满足要求的控制器。实物调试，并验收通过倒立摆实物的控制验证控制器的有效性。进一步完善设计工作，写出设计说明书6成绩考核办法1、考勤：不迟到，不无故缺席； 25%3、操作规程：设计能力，主动分析和解决设计过程中所遇到问题的能力； 15%4、结果验收：回答问题； 20%5、设计报告：符合设计报告