| 【论文摘要】 |
小车倒立摆是个复杂的控制系统。牵扯到控制算法与伺服控制相互配合的深层次问题。不经过一定开发,本科学生直接在上面完成实验,有相当的难度。为了将这样的实验装置引入到自动控制原理的开放性实验中,需构建一个合适的平台,该平台能使学生的注意力集中于控制算法的探讨上,还要具有良好的人机交互功能,同时还要提供切合学生知识基础和能力的实验内容。
由于倒立摆系统本身对控制系统实时性的苛刻要求,通过WINDOWS操作系统调用硬件供应商提供的基于WINDOWS操作系统的驱动程序来实现这一任务实时性达不到要求,所以选择基于MATLAB RTW实时内核的方式来满足系统对实时性的要求。将Simulink生成的仿真模型下载到目标实时内核中运行,驱动外部硬件设备,实现对倒立摆的控制。
本文应用MATLAB图形用户界面的开发环境GUIDE设计开发出界面友好、功能完善的图形用户界面,将离线仿真与实时控制有机结合起来。可以使学生绕开艰涩的硬件编程和繁琐的软件设计,集中精力于控制器结构的设计和参数整定,为学生进行开放性、设计性实验提供有力基础。另外,本文还简单讲述了在SIMULINK集成环境中实现实时动画仿真。
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