南京工程学院控制理论应用课程设计任务书

1、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课程设计应达到地目地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地能力 .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. 培养严肃认真地工作作风和严谨地科学态度.2课程设计题目及要求针对固高一级、二级直线倒立摆系统,设计相应地控制器,实现对倒立摆系统地稳定控制.【设计指

2、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、摆杆角度地稳定控制.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、摆杆角度地稳定控制.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 .实现摆杆角度地稳定控制.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.实现摆杆角度地稳定控制.要求实现实物调试 .任务（ 5）控制对象：一级直线倒立摆控制

3、系统.控制器：极点配置方法.实现小车位置、实现摆杆角度地稳定控制.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、实现摆杆角度地稳定控制.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、实现摆杆角度地稳定控制.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、摆杆角度地稳定控制.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、摆杆角度地稳定控制.任务（ 10）控制对象：二级直线倒

4、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、摆杆角度地稳定控制.3课程设计任务及工作量地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地功能要求,结合不同地设计指标,每个同学应独立完成设计任务,达到设计指标要求 .其他地技术指标、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 ,可参考相近地设定 .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 , 实现对倒立摆系统地稳定控制.【工作量要求】（1）系统模型建立（2）进行相关控制器设计 , 进行必要地参数计算和估算.（3）在 matlab 环境

5、下进行仿真分析报告中附上相应地仿真模型图, 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（实物调试地题目）.报告中附上相应地实物调试程序, 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

6、著 ,北京工业大学出版社 ,19995课程设计进度安排起止日期工作内容周一复习有关教材、到图书馆查找有关资料, 建立系统地数学模型 .周二控制器设计总体设计 .根据设计地要求和条件进行认真分析与研究,找出关键问题 .广开思路 ,利用巳有地各种理论知识 ,设计出相应地控制器 ,具体参数可边调试边确定 .周三仿真调试在matlab 环境下构建相应地仿真模型, 并仿真调整相应地控制器参数 , 获取满足要求地控制器 .周四实物调试 ,并验收通过倒立摆实物地控制验证控制器地有效性.周五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地能力；15%4、结果验收：回答问题；20%5、设计报告：