MATLAB实现的Stewart平台PID控制系统设计与仿真项目

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发了一套六自由度Stewart平台的运动控制系统，包含运动学与动力学建模、正逆运动学解算、以及多通道PID控制器设计，支持对液压或电动执行器的独立控制，并通过仿真验证平台的动态响应性能。

详 情 说 明

基于PID控制器的Stewart平台运动控制系统设计与仿真

项目介绍

本项目针对六自由度Stewart平台，完成了从数学建模到控制仿真的完整流程开发。通过建立平台的精确运动学与动力学模型，设计多通道PID控制器，实现了平台在给定轨迹下的运动控制与性能分析。项目提供完整的仿真环境和可视化界面，可用于控制算法验证、参数整定和系统性能评估。

功能特性

• 数学建模：建立标准六自由度Stewart平台的逆向运动学、正向运动学及动力学数学模型
• 轨迹跟踪：实现平台对任意给定轨迹的精确跟踪控制
• 多变量控制：独立设计六个通道的PID控制器，分别控制各执行器运动
• 实时仿真：支持多种工况下的动态系统仿真，包含外部扰动模拟
• 可视化分析：提供三维动画展示、性能曲线绘制和稳定性分析报告

使用方法

1. 在主配置文件中设置平台结构参数（上下平台尺寸、铰接点坐标等）
2. 输入期望轨迹数据（位置坐标和欧拉角的时间序列）
3. 配置各通道PID控制器参数（比例、积分、微分增益）
4. 设置仿真参数（采样时间、时长、扰动强度）
5. 运行主仿真程序，观察实时运动状态和性能指标
6. 分析输出结果，优化控制器参数

系统要求

• MATLAB R2020b或更高版本
• 必需工具箱：Control System Toolbox, Simulink, 3D Animation Toolbox（可选）
• 内存：至少8GB RAM
• 存储空间：1GB可用空间

文件说明

主程序文件整合了系统的所有核心功能模块，包括平台运动学计算、控制器设计、动态仿真执行和结果可视化。具体实现了结构参数初始化、轨迹规划生成、逆向运动学求解、PID控制律运算、正向运动学验证、性能指标计算以及三维动画渲染等关键任务，通过统一接口完成从参数输入到结果输出的完整处理流程。