倒立摆编程毕业论文

1.倒立摆系统建模与控制方法研究 文献综述怎么写

文献综述是在毕业论文（设计）开题前针对某一研究领域或专题搜集大量文献资料的基础上，就国内外在该领域或专题的主要研究成果、最新进展、研究动态、前沿问题等进行综合分析而写成的、能比较全面的反映相关领域或专题历史背景、前人工作、争论焦点、研究现状和发展前景等内容的综述性文章。“综”是要求对文献资料进行综合分析、归纳整理，使材料更精练明确、更有逻辑层次；“述”就是要求对综合整理后的文献进行比较专门的、全面的、深入的、系统的评述。

综述另起一页撰写，题目用小二号黑体加粗居中（综述题目尽量不与毕业论文题目雷同）。综述在目录中以“综述”二字表示并标注页码，综述内部小标题不再体现于目录中。综述正文格式参考毕业论文（设计）正文格式。

综述一般应包含以下四部分：概述、主题、总结和参考文献。

概述部分：主要是说明写作的目的，介绍有关的概念、综述的范围，扼要说明有关主题的现状或争论焦点，使读者对全文要叙述的问题有一个初步的轮廓。

正文部分：是综述的主体，其写法多样，没有固定的格式。可按年代顺序综述，也可按不同的问题进行综述，还可按不同的观点进行比较综述，不管用那一种格式综述，都要将所搜集到的文献资料归纳、整理、进行分析比较，阐明有关主题的历史背景、现状和发展方向，以及对这些问题的评述，主题部分应特别注意代表性强、具有科学性和创造性的文献引用和评述。

总结部分：与一般论文的小结有些类似，将全文主题进行扼要总结，提出自己的见解并对进一步的发展方向做出预测。

参考文献：是进行毕业论文（设计）和研究的基础，撰写文献综述的依据，列出这些参考文献不仅表示对被引用文献作者的尊重及引用文献的依据，而且也为评审者提供查找线索。参考文献的编排应条目清楚，格式规范，查找方便，内容准确无误。参考文献的格式参考上述毕业论文（设计）参考文献格式。综述参考文献要求8篇以上。

2.什么是倒立摆

倒立摆控制系统是一个复杂的、不稳定的、非线性系统，是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。对倒立摆系统的研究能有效的反映控制中的许多典型问题：如非线性问题、鲁棒性问题、镇定问题、随动问题以及跟踪问题等。通过对倒立摆的控制，用来检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。同时，其控制方法在军工、航天、机器人和一般工业过程领域中都有着广泛的用途，如机器人行走过程中的平衡控制、火箭发射中的垂直度控制和卫星飞行中的姿态控制等。

分类

倒立摆系统按摆杆数量的不同，可分为一级，二级，三级倒立摆等，多级摆的摆杆之间属于自有连接（即无电动机或其他驱动设备）。现在由中国的北京师范大学李洪兴教授领导的“模糊系统与模糊信息研究中心”暨复杂系统智能控制实验室采用变论域自适应模糊控制成功地实现了四级倒立摆。是世界上第一个成功完成四级倒立摆实验的国家。

倒立摆的控制目标

倒立摆的控制问题就是使摆杆尽快地达到一个平衡位置，并且使之没有大的振荡和过大的角度和速度。当摆杆到达期望的位置后，系统能克服随机扰动而保持稳定的位置。

倒立摆的控制方法

倒立摆系统的输入为小车的位移（即位置）和摆杆的倾斜角度期望值，计算机在每一个采样周期中采集来自传感器的小车与摆杆的实际位置信号，与期望值进行比较后，通过控制算法得到控制量，再经数模转换驱动直流电机实现倒立摆的实时控制。直流电机通过皮带带动小车在固定的轨道上运动，摆杆的一端安装在小车上，能以此点为轴心使摆杆能在垂直的平面上自由地摆动。作用力u平行于铁轨的方向作用于小车，使杆绕小车上的轴在竖直平面内旋转，小车沿着水平铁轨运动。当没有作用力时，摆杆处于垂直的稳定的平衡位置（竖直向下）。为了使杆子摆动或者达到竖直向上的稳定，需要给小车一个控制力，使其在轨道上被往前或朝后拉动。

3.关于PID控制的倒立摆程序与程序解析

include "stc12.h" #include #include"pid.h" typedef unsigned char uint8; typedef unsigned int uint16; typedef unsigned long int uint32； /*********************************函数声明****************** 结构体设定 ***********************************************************/ typedef struct PIDValue { uint32 Ek_Uint32[3]； //差值保存，给定和反馈的差值 uint8 EkFlag_Uint8[3]； //差值标志位符号，1则对应的为负数，0为对应的为正数 uint8 KP_Uint8； //比例系数 uint8 KI_Uint8； //积分系数 uint8 KD_Uint8； //微分显示 uint16 Uk_Uint16； //上一时刻的控制电压 uint16 RK_Uint16； //设定值 uint16 CK_Uint16； //实际值 uint8 Vaule_Flag； //输出的值正负标志位，0为正，1为负 }PIDValueStr; PIDValueStr PID； //定义一个结P构体 uint16 out ； // 加热输出（PID运算后的输出值） /*********************************************************************************** 增量型PID算式：PID :Uk=KP*[E(k)-E(k-1)]+KI*E(k)+KD*[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)] 函数入口： RK（设定值），CK（实际值），KP,KI,KD PID比例参数 函数出口： U(K) PID运算函数 **************************************************************************************/ uint16 PID_Calc(uint16 PIDinput) { uint32 Temp[3]； //中间临时变量 uint32 PostSum； //正数和 uint32 NegSum； //负数和 Temp[0] = 0； //给储存中间临时变量赋初值 Temp[1] = 0; Temp[2] = 0; PostSum = 0； //给存储所有的正数变量赋初值 NegSum = 0； //给存储所有的负值变量赋初值 PID.RK_Uint16=180； //设定值为180 PID.CK_Uint16=PIDinput； //输入值 if( PID.RK_Uint16 > PID.CK_Uint16 ) //如果设定值大于实际值，就是当前的值比设定值小 { if( PID.RK_Uint16 - PID.CK_Uint16 >10 ) //计算偏差是否大于 piancha=10 （ 这里的10由 piancha 来设定大小，根据实际情况设定） //if( PID.RK_Uint16 - PID.CK_Uint16 >piancha ) { //如果偏差大于 piancha=10 不在设定的PID调控范围之内就全速加热 out = 100； //偏差大于piancha=10为上限幅值输出（全速加热） // PID.Uk_Uint16 = full_speed； //全速时的加热值，更具实际情况可自由设定 这里full_speed=100; } else //如果偏差小于 piancha=10 再调节的范围内就计算储存起来 { //下面就是PID算法 Temp[0] = PID.RK_Uint16 - PID.CK_Uint16； // 计算出当前偏差值E(k) PID.EkFlag_Uint8[1]=0; //E(k)为正数 的标志位 0为正，1为负 //数值移位 PID.Ek_Uint32[2] = PID.Ek_Uint32[1]； //存储E(k-2) PID.Ek_Uint32[1] = PID.Ek_Uint32[0]； //储存E(k-1) PID.Ek_Uint32[0] = Temp[0]； //存储E(k) /****************************************************************************************/ if( PID.Ek_Uint32[0] >PID.Ek_Uint32[1] ) //E(k)>E(k-1) 为正数 { Temp[0]=PID.Ek_Uint32[0] - PID.Ek_Uint32[1]; //E(k)-E(k-1) 保存 PID.EkFlag_Uint8[0]=0； // 设定标志位 0为正，1为负 } else //E(k)Temp[2] ) //E(k-2)+E(k)>2E(k-1) { Temp[2]=(PID.Ek_Uint32[0]+ PID.Ek_Uint32[2])-Temp[2]; //E(k-2)+E(k)-2E(k-1)为正数 PID.EkFlag_Uint8[2]=0; } else //E(k-2)+E(k)-2E(k-1)为负数 { Temp[2]=Temp[2]-(PID.Ek_Uint32[0]+ PID.Ek_Uint32[2]); //2E(k-1)-(E(k-2)+E(k)) PID.EkFlag_Uint8[2]=1; } /**********************************************************************************************/ Temp[0] = (uint32)PID.KP_Uint8 * Temp[0]; // KP*[E(k)-E(k-1)] Temp[1] = (uint32)PID.KI_Uint8 * PID.Ek_Uint32[0]; // KI*E(k) Temp[2] = (uint32)PID.KD_Uint8 * Temp[2]; // KD*[E(k-2)+E(k)-2E(k-1)] /************************以下部分代码是讲所有的正数项叠加，负数项叠加**************************/ /**************************************KP*[E(k)-E(k-1)]********************************************/ if(PID.EkFlag_Uint8[0]==0) PostSum += Temp[0]； //正数和 else NegSum += Temp[0]； //负数和 /*************************************** KI*E(k)*************************************************/ if(PID.EkFlag_Uint8[1]==0) PostSum += Temp[1]； //正数和 else ； //空操作，E(K)>0 /************************************KD*[E(k-2)+E(k)-2E(k-1)]*************************************/ if(PID.EkFlag_Uint8[2]==0) PostSum += Temp[2]； //正数和 else NegSum += Temp[2]； //负数和 /**********************************************U(K)*************************************************/ //PostSum += (uint32)PID.Uk_Uint16; if(PostSum > NegSum ) // 是否控制量为正数 { out= PostSum - NegSum; PID.Vaule_Flag=0; //PID调节值是正值 } else //控制量输出为负数 { out=NegSum-PostSum; PID.Vaule_Flag=1; //PID调节值是负值 } } //return out; } else //如果设定值小于实际值，就是当前的值大于设定值，就不进行PID计算直接输出 0 { out = 0; } 。

4.倒立摆数学模型推导理论

倒立摆系统是一种非线性、多变量和绝对不稳定系统，倒立摆系统的运动轨道可以是水平的，还可以是倾斜的（这对实际机器人的步行稳定控制研究更有意义）.对二级倒立摆系统的实时稳定性进行研究是现代控制理论的一个挑战，而对倒立摆系统稳定性研究的实验则是控制理论的宝贵经验.本文从两个角度对二级倒立摆的建模进行了研究，即从便于理解的运动合成角度和从便于建模的Lagarange方程角度进行推导与比较，使具有基本力学知识的读者能对二级倒立摆系统的模型有一个较好理解.1 系统描述实验中的二级倒立摆系统有以下部分组成：有效长度为90 cm的光滑导轨，可以在导轨上来回移动的小车，材料为铝的摆杆铰接在小车上，二级摆杆以同样的方式与一级摆杆相连，它们的铰接方式决定了它们在竖直平面运动，一级摆杆和二级摆杆规格相同，有效长度为525 cm.小车的驱动系统由一直流力矩伺服电机和同步带传动系统组成，小车相对参考点（即导轨的中心位置）的相对位移由电位器0测量传动带而得到，一级摆杆与竖直方向的夹角由固定在一级摆杆和小车铰接处的电位器1测量得到，二级摆杆与竖直方向的夹角由电位器通过测量两个摆的角度差.目。

而间接得到.直流伺服电机产生驱动力F 使小车根据摆角的变化而在导轨上运动，从而达到二级倒立摆系统的平衡.二级倒立摆系统数学模型的建立及意义492 数学建模■级倒立摆系统数学模型的建立基于以下假设：1）每一级摆杆都是刚体.2）在实验过程中同步带长度保持不变.3）驱动力与放大器输入成正比并无延迟的直接施加于小车4）实验过程中的库仑摩擦、动摩擦等所有I孽擦力足够小，在建模过程中可忽略不计2,1根据牛顿力学、刚体动力学列写二级倒立摆的数学模型利用运动合成原理：绝对运动相对运动+牵连运动，首先对系统进行运动学分析，由于将动坐标系建在摆杆1、摆杆2的质心处便于理解，分析过程以此为基础.利用牛顿力学对系统进行动力学分析，由此得出二级倒立摆数学模型. ，利用力学中的隔离法，将二级倒立摆系统分为小车、摆杆1、摆杆2兰部分首先，对小车进行分析如图2所示，将摆杆1对小车的作用力分解为竖直方向的分力和水平方向的分力. 水平方向方程为：，一=mo2.对摆杆1和摆杆2进行受力分析如图3、4所示.● 摆杆】/ l\ ^.l/ — 一Ⅲ-g图3摆杆1的受力情况图2小车受力分析J0 / 黼1凡筐：/ F图4摆杆2受力分析利用牛顿第二定律和动量矩定理得一摆的运动学和动力学方程：2一2=ml +ml,l萌cos0 L—m,l萌sin0 Lm g一l+F2 = .,. .sin0l+m1fL~eos0ls_n )sin 。s 一（L. ）COS根据牛顿第二定律和动量矩定理得到二摆的运动学和动力学方程：2=帕+m:L1O~cos0l+卅2厶/~2COSOz一卅2Ll sin0 一卅2 受sinm2g—Fz =m2L sin0l+m2L0~sin0：十m L P~eos0l+m2 cos02: l12 sin02一L,cos02 d t 。

2.2拉格朗日方程为了得到二级倒立摆系统的动态方程应用拉格朗日方程，首先可写出L=T— =÷，卉+÷上+ 。+{m.{[音（ + in ）] +[击（ 。

s ] ）+{ ：（ 击（ +Lt sin口+ sin ）] +[告（￡1COS +]2 COS ）r）一m.gl c。s ] ）一m2g(L,COS +t2 COS )拉格朗日方程的表达式为一等： _l_2⋯ 面一一“ J一' ⋯为自由度数，亦即广义坐标数.对二级倒立摆系统有s=3， 即： ， 日，由于在实验中口和的值很小，所以在建模化简过程中用到以下近似：≈ ≈0； 一≈0; COS（ 一）≈1; sin（ 一）≈ 一； COS ≈COS ≈1:sin ≈ ： sin则线性化后整理得到方程组如下（ 。

+m + :） +( .,.+m2L.)萌+ ： 反=F (1)( .t.+m ) +( + . +m )萌+m L.厶蘸=（ ，.+ ：L ）gO： 量+ ：L. 萌+（ +m 厝） 叫赢g12(2)(3)其中各变量意义如下：o 为小车质量； 为摆杆1质量；m 为摆杆2质量；厶为摆杆的长度：F为小车驱动力； 为小车相对中心位置的位移； 为摆杆1与竖直方向的夹角； 为摆杆2与竖直方向夹角：，.为摆杆1质心到铰接点处距离： 为摆杆2质心到铰接点处距离.本买验中， o=2.328 7kg, -=0.22 kg, :=0.16 kg,L =0.5m,, =0.32m,t2=0.26m. 由于二级倒立摆系统的运动是绝对不稳定的鞍点运动，由数学模型和实验结果可知，状态反馈控制中的极配置应满足鞍点特性，可使二级倒立摆永立不倒.3 应用在稳定性控制问题上，倒立摆既具有普遍性又具有典型性.倒摆系统作为一种控制装置，它结构简单、价格低廉，便于模拟和数字实现多种不同的控制方法，作为一个被控对象，它是一个高阶次、不稳定、多变量、非线性、强耦合的快速系统，只有采用行之有效的控制策略，才能使其稳定.倒立摆系统可以用多种理论和方法来实现其稳定控制，如PID、自适应、状态反馈、智能控制、模糊控制及人工神经元网络等，都能在倒立摆系统控制上得到实现，而且当一种新的控制理论和方法提出以后，在不能用理论加以严格证明时，可以考虑通过倒立摆装置来验证其正确性和实用性.倒摆系统在控制系统研究中受到普遍重视.“倒立摆系统”已被公认为自动控制理论中的典型试验设备，也是控制理论在教学和科研中不可多得的典型物理模型.通过对倒立摆系统的研究，二级倒立摆系统数学模型的建立及意义51不仅可以解决控制中的理论问题，还能将控制理论所涉及的3个基础学科：力学、数学和电。

5.求一【电机与电气控制技术】毕业论文

·风力发电电能变换装置的研究 ·电流继电器设计 ·基于DSP的电力谐波测量装置的研究 ·电力现场图像监测系统设计 ·电力现场监测系统的设计 ·电力电子CAI课件的研制 ·电加热炉PLC温度自适应控制系统的研究 ·电加热反应釜生产过程控制 ·电机自动试验系统设计 ·电机起动方法及其软起动的研究 ·基于虚拟仪器的电机变频实验系统 ·电动汽车驱动电机及控制系统 ·电动机智能软起动控制系统的研究与设计（PLC） ·低压断路器智能式脱扣器设计 ·低压断路器操动机构的设计及优化 ·低压动态无功补偿装置的设计 ·低压变压器及其继电保护设计 ·倒立摆系统控制研究 ·倒立摆控制系统开发。

6.机电一体化工程毕业论文有哪些题目

随着科学技术向生产力逐步转化，机电一体化产品的设计已经涉及到机械、电气和控制等众多领域。单领域、分散建模的设计方法已经很难满足产品综合设计的要求。通过对机电一体化技术与虚拟原型技术的深入研究并且将虚拟原型技术引入到机电一体化产品设计，得到基于虚拟原型的机电一体化设计技术，以满足机电产品多领域交互设计的需求。本文基于SolidWorks和LabVIEW软件研究了虚拟原型机电一体化设计技术，以LabVIEW集成的相关模块为纽带将SolidWorks和LabVIEW紧密联系，构建基于SolidWorks-LabVIEW的机电一体化产品的综合设计环境。其次，以直线一级倒立摆为例研究了机电一体化虚拟原型的数学建模、机械建模、电气建模、控制建模以及基于LabVIEW的控制算法的设计与仿真。最后，研究了基于虚拟原型机电一体化的仿真设计方法，包括机械、电气和控制等领域的仿真设计以及在基础上的综合仿真设计。将原来以LabVIEW集成的NI SoftMotion for SolidWorks模块为桥梁的SolidWorks-LabVIEW联合设计方法进一步改进，使虚拟原型能够完成复杂系统的控制设计并且显著提高实时性和可视性。实例仿真实验表明，基于虚拟原型机电一体化产品设计方法能够有效解决传统设计方法遇到复杂控制算法、实时性以及可视性等瓶颈问题，缩短研制周期，节约开发成本，为机电一体化产品设计提供了全新的技术。

[1] 刘凯. 一级倒立摆系统设计与LQR最优控制仿真[J]. 工业仪表与自动化装置. 2012(03)

[2] 韩亚军. 基于线性二次最优LQR的直线倒立摆控制系统研究分析[J]. 电气传动自动化. 2012(03)

[3] 陈海霞，刘霞. 虚拟样机技术在数控机床设计中的应用[J]. 机械制造与自动化. 2011(03)

[4] 叶立永，卢方. 机电一体化技术的应用[J]. 中国新技术新产品. 2010(16)

[5] 易杰，俞斌. 倒立摆系统的状态空间极点配置控制设计[J]. 电子测试. 2008(08)

[6] 张浩，冯长建. 基于Solidworks软件的虚拟样机技术及其应用[J]. 煤矿机械. 2004(09)

[7] 姜士湖，闫相桢. 虚拟样机技术及其在国内的应用前景[J]. 机械. 2003(02)

[8] 李瑞涛，方湄，张文明. 虚拟样机技术的概念及应用[J]. 机电一体化. 2000(05)

7.高分速求电气自动化毕业论文

本文是给那些正在搞电气自动化毕业设计和写电气自动化毕业论文的朋友提供一个电气自动化毕业设计的选题。

1、加速中小型老旧变压器更新换代的节电降耗

2、会议电视系统应用探讨

3、关于住宅电气设计的探讨

4、高压配电设备及其运行

5、高速单凭机硬件关键参数设计概论

6、照明电路发生故障的原因及排除方法

7、代替小型PLC的单片控制器

8、固态继电器及在应用中的一些问题探讨

9、断线保护装置对人身和设备的保护

10、发电机组和大型电动机测温装置的测试和改进

11、对当前汽轮发电机在线监测应用的初步分析和建议

12、对闭环运行方式配电自动化系统的探讨

13、电气设备热故障分析及对策

14、电气设备机房的电涌防护

15、电锅炉房的电气设计

16、大学图书馆电气设计

17、配电自动化系统中的通信系统

电气化毕业设计 电气自动化毕业论文选题2

1、人工智能在电气传动中应用的进展

2、电气改造工程施工组织设计

3、真空技术

4、用于基本驱动系统的高性能比变频器SinamicsG110

5、脉冲功率装置能源计算机控制技术

6、交流调速的功率控制技术

7、国外永磁传动技术的新发展

8、变频器制动新思路、新方法

9、变频器在锅炉给粉器上的应用

10、变频器在运行过程中存在的问题及其对策

11、变频器应用中的干扰及其抑制

12、新世界多层住宅配电设计

13、民用建筑应急照明的解析

14、交流参数稳压电源及其对谐波的抑制

15、建筑防雷综合述论

16、建筑电气在住宅室内环境设计中的功能与应用

电气化毕业论文 电气自动化论文 电气工程毕业设计 电子电气毕业论文3

1、GIS在交通中的应用与发展

2、能提供低成本风电的新型风力机

3、风力发电机组齿轮箱监控设施

4、风力发电机组齿轮箱概述

5、暖通空调系统故障预测维护与设备管理自动化

6、计算机监控系统在化学水汽品质监督中的应用

7、机电一体化智能大流量电动执行机构的研究

8、机电一体化智能大流量电动执行机构

9、富有感染力的灯光照明

10、油井高含水计量技术探讨

11、基于MSP430单凭机的实时多任务操作系统

12、电机转子动平衡半自动去中系统的研制

13、中国电源产业的发展与分析

14、运动控制新技术

15、一种智能型伺服放大器的设计

16、新进制造技术的新发展

17、无轴承电机研究和应用前景

18、我国机械制造业管理信息化特点及发展趋势

19、数控化发展趋势——智能化数控系统

20、柔性制造系统的关键技术及发展趋势

转载请注明出处众文网 » 倒立摆编程毕业论文