【Simscape】用Simscape实现三维物理仿真(五)——双闭环倒立摆控制系统

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


1 理论分析

       在上一章【Simscape】用Simscape实现三维物理仿真(四)——用PID控制倒立摆系统中我们实现了倒立摆的摆杆角度闭环,同时我们也注意到如果只关注倒立摆的摆杆角度,而忽视滑块的位置控制,会导致整个系统因为控制器饱和(滑块运行到限位区域)而导致系统不可控。因此要向让摆杆稳定倒立在导轨中间,我们需要同时控制滑块位置在中心和摆杆倒立,也就是说,我们要做双闭环

       在这个仿真中,最快捷的办法是做一个并联PID(只需要添加两个反馈回路)。有意思的是,这其中竟然包括了一个正反馈,笔者本科时曾经在自动控制的课本上看到过这样一句话“反馈控制系统中,有时候局部正反馈可以促进系统的稳定”,笔者曾经思考,数学上的传递函数真的在显示模型中存在吗?如今真的碰到了一个例子,这就是滑块的位置反馈

2 添加传感器与反馈回路

(1)对三轴平动关节添加Y轴方向的位置和速度传感器输出

(2)按图示连接:

 3 观测稳态性能

(1)将滑块位置信号与摆杆的角度信号接到示波器查看:

(2)配置示波器(Scope),蓝色为摆杆角度,黄色为滑块位置。

4 运行结果

可以看到滑块逐渐归中,此间倒立摆杆也保持倒立。

下一章。我们将开始探讨Simscape仿真飞行器的可能。下一章的准备周期会比较长,请大家耐心等待(可以先关注我,哈哈) 


我是ReadAir,如果这篇教程能帮到你,请在右上角为我点个赞,谢谢!(求关注)

发布了51 篇原创文章 · 获赞 270 · 访问量 6万+

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/ReadAir/article/details/104708386