基于labview的倒立擺控制系統(tǒng)設計

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1、本科畢業(yè)設計基于LabVIEW的倒立擺控制系統(tǒng)設計姓名學院信息與電氣工程學院專業(yè)電氣工程及其自動化年級學號指導教師2014年5月15日獨創(chuàng)聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設計），是本人在指導老師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產權爭議。盡我所知，除文中已經注明引用的內容外，本論文（設計）不含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。此聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名：年月日畢業(yè)論文（設計）使用授權聲明本

2、人完全了解魯東大學關于收集、保存、使用畢業(yè)論文（設計）的規(guī)定。本人愿意按照學校要求提交論文（設計）的印刷本和電子版，同意學校保存論文（設計）的印刷本和電子版，或采用影印、數字化或其它復制手段保存論文（設計）；同意學校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務系統(tǒng)，公布論文（設計）的部分或全部內容，允許他人依法合理使用。（保密論文在解密后遵守此規(guī)定）論文作者：年月日目錄1引言22倒立擺系統(tǒng)組成和LABVIEW介紹22.1倒立擺系統(tǒng)組成22.1.1倒立擺分類22.2LABVIEW簡介32.2.

3、1LABVIEW控件的簡單介紹43倒立擺系統(tǒng)的建模與分析53.1倒立擺系統(tǒng)的建模53.1.1倒立擺系統(tǒng)建模原理63.1.2系統(tǒng)狀態(tài)空間模型73.1.3系統(tǒng)傳遞函數模型83.1.4系統(tǒng)的前面板和程序框圖93.2LQR的分析與設計123.2.1LQR的建模123.2.2LQR的VI設計143.3基于LABVIEW的仿真163.3.1VI的設計163.3.2VI的實時仿真194總結與展望224.1總結224.2展望23參考文獻23致謝24魯東大學本科畢業(yè)設計基于LabVIEW的倒立擺控制系統(tǒng)設計張明法

4、（信息與電氣工程學院，電氣工程及其自動化專業(yè)，2010級3班,）摘要：倒立擺是一個高階次、不穩(wěn)定、多變量、非線性、強耦合系統(tǒng)，其原理是《現代控制理論》中最基本最具有代表性的原理[1]。本文采用LabVIEW8.5軟件對倒立擺系統(tǒng)進行建模，建模采用牛頓受力分析定律，得到系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型、傳遞函數模型以及對系統(tǒng)的穩(wěn)定性的分析。應用線性二次型最優(yōu)控制算法（LQR)[2]控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，最終實現了倒立擺控制系統(tǒng)的建模、計算、分析等計算機仿真過程,驗證倒立擺控制系統(tǒng)設計的有效性。關鍵詞：倒立擺；Lab

5、VIEW；二次型最優(yōu)控制算法;InvertedPendulumControlSystemDesignBasedonLabVIEWZhangMingfa(MajorofElectricalEngineeringandAutomation,SchoolofInformationandElectricalEngineering)Abstract：Invertedpendulumisahigher,multivariateandnon-linearsystem,withcharacteristicsof

6、instabilityandclosecoupling.ItisthemostfundamentalandrepresentativeprincipleinTheoryofModernControl.ThispaperusesLabVIEW,acontrolsimulationsoftwaredevelopedbyNI,tovisualizesimulation.Inordertoimplementmodeling,calculation,analysisandothercomputersimu

7、lationunderinvertedpendulum,itintroducescontrolsystemdesignofLabVIEW8.5.FirstbyusingNewton’smechanicstheory,modelingdemonstratesstatespacemodelandtransferfunctionmodelofinvertedpendulumanditsstableanalysis.ThenthispaperusesLQR(LinearQuadraticRegulato

8、r)tocontrolthestabilityofthissystem.FinallyitintroducesLabVIEWtoimplementsimulationandverifythevalidityofinvertedpendulum.Keywords:invertedpendulum;LabVIEW;LQR.24魯東大學本科畢業(yè)設計1引言談到倒立擺系統(tǒng)我們并不陌生，在我們的接觸當中，它由一個擺桿和小車構成。其工作原理簡單易懂：首先讓小車做直線運動，此時擺桿開始擺動，一段時間后，加入控制