【Simscape】用Simscape實現三維物理仿真(五)——雙閉環倒立擺控制系統

仿真文件下載:https://download.csdn.net/download/ReadAir/12234567


1 理論分析

       在上一章【Simscape】用Simscape實現三維物理仿真(四)——用PID控制倒立擺系統中我們實現了倒立擺的擺杆角度閉環,同時我們也注意到如果只關注倒立擺的擺杆角度,而忽視滑塊的位置控制,會導致整個系統因爲控制器飽和(滑塊運行到限位區域)而導致系統不可控。因此要向讓擺杆穩定倒立在導軌中間,我們需要同時控制滑塊位置在中心和擺杆倒立,也就是說,我們要做雙閉環

       在這個仿真中,最快捷的辦法是做一個並聯PID(只需要添加兩個反饋迴路)。有意思的是,這其中竟然包括了一個正反饋,筆者本科時曾經在自動控制的課本上看到過這樣一句話“反饋控制系統中,有時候局部正反饋可以促進系統的穩定”,筆者曾經思考,數學上的傳遞函數真的在顯示模型中存在嗎?如今真的碰到了一個例子,這就是滑塊的位置反饋

2 添加傳感器與反饋迴路

(1)對三軸平動關節添加Y軸方向的位置和速度傳感器輸出

(2)按圖示連接:

 3 觀測穩態性能

(1)將滑塊位置信號與擺杆的角度信號接到示波器查看:

(2)配置示波器(Scope),藍色爲擺杆角度,黃色爲滑塊位置。

4 運行結果

可以看到滑塊逐漸歸中,此間倒立擺杆也保持倒立。

下一章。我們將開始探討Simscape仿真飛行器的可能。下一章的準備週期會比較長,請大家耐心等待(可以先關注我,哈哈) 


我是ReadAir,如果這篇教程能幫到你,請在右上角爲我點個贊,謝謝!(求關注)

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章