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倒立摆系统作为经典的控制理论研究案例,常用于验证算法的稳定性控制能力。Simulink作为MATLAB中的可视化仿真工具,能够高效实现倒立摆的动态建模与控制策略测试。
在仿真实现中,首先需要建立倒立摆的动力学方程,通常采用拉格朗日力学推导非线性模型。通过Simulink中的模块(如积分器、传递函数、状态空间等)搭建系统物理模型,并加入PID控制器或现代控制算法(如LQR)来调节摆杆角度。
仿真结果通常包含摆杆从下垂位置到直立平衡的过渡过程曲线,以及控制输入(如电机力矩)的变化趋势。通过对比不同参数下系统的响应速度、超调量等指标,可以直观评估控制算法的有效性。论文部分应包含模型线性化方法、控制器设计原理及抗干扰能力分析等内容。
运行结果的截图需展示关键时间点的状态(如稳定后的摆杆姿态),并标注特征参数(如上升时间、稳态误差)。建议在论文中讨论仿真与理论计算的误差来源,例如模型简化带来的影响或采样时间的设置问题。