实验九创新型实验
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自动控制理论MATLAB仿真实验
实验报告
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实验名称： 我
姓 名： 我
班 级： 我
学 号： 我
指导教师： 我
年 月 日
实验报告内容及要求
以元创兴便携式直线一级倒立摆系统为研究对象，运用经典控制理论完成以下内容：
1. 描述一阶直线倒立摆系统的构成
2. 建立倒立摆系统的数学模型
3. 倒立摆系统性能分析
4. 控制器设计及仿真结果
5. 将所设计的控制器应用到实际系统中，并记录实验结果。
6. 仿真结果与实验结果对比分析，给出相应的结论。
一、一阶直线倒立摆系统组成及工作原理
便携式直线一级倒立摆试验系统总体结构如图1 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 图2 直线一级倒立摆模型
以小车加速度为控制量，摆杆角度为被控对象，此时系统的传递函数为:
元创兴便携式直线一级倒立摆实际系统的物理参数如表1所示。根据表1计算得系统的传递函数为：
表1 元创兴便携式直线一级倒立摆实际系统的物理参数
摆杆质量m
摆杆长度L
摆杆转轴到质心长度l
重力加速度g
0.0426kg
0.305m
0.152m
9.81m/s2
三、倒立摆系统的性能分析
通过绘制系统的根轨迹或Bode图分析系统的特性，给出图形及结论
四、控制器设计及仿真结果
利用根轨迹法或频率法设计控制器（可以选用PID控制器），给出仿真程序（程序代码或simulink动态仿真图），绘制校正后系统的阶跃响应曲线，计算系统的动态性能指标。
五、实验验证结果
记录实验结果，计算响应性能指标
六、 仿真结果与实验结果对比分析
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