倒立摆系统的建模及Matlab仿真_第1页
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文档简介

考虑如图(1)所示的倒立摆系统。图中，倒立摆安装在一个小车上。这里仅考虑倒立摆在图设计一个控制系统，使得当给定任意初始条件(由干扰引起)时，最大超调量6≤10%，调节时系统的数学模型dt2dt2力矩与重力矩平衡，因而有③④③④MMMlMl1234123422M3M344Ml3Ml即1「0100]控制器「0101]nn40123130210⑤项式为⑥4.设计全维观测器Q=CgATC(AT)2C(AT)3C]=|0000-100]|，rank(Qg)=4,故被控对象完全可观-1」010213⑦5.降维状态观测器的设计设小车位移z由输出传感器测量，因而无需估计，可以设计降维(三维)状态观测器，通过重0000||d=9⑨0]190]190|||0||A10-10|，1]T200]T，A=0，b=0，I=1212121112220降维状态观测器动态方程的一般形式为112112112112221012「-h00-100]「-h2-h]01hhh2y|「h]|1yhy1225.3确定三维状态观测器的反馈矩阵h三维状态观测器的特征多项式为11210102「-2302]「1000]「51]通过Matlab对用全维状态观测器实现状态反馈的倒置摆系统进行仿真分析，下面是文件名为%倒立摆系统建模分析jAf=A-B*K-G*C;Nlfg%归一化常数T=N*Gcl;%将N与闭环系统传递函数串联r=0*t;%零参考输入xebfebfebf=6.2程序运行结果=v=v00K==-----------------------=100001==y10系统模型：=x1x2x3x4x5x101000x200-1036.9x300010x400110-36.9x596000-96x62594000-2557xeexeex6x7x8x1000x3000x5100x70

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