【摘 要】
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该文以德国Amira公司的球杆实验系统装置(Laboratory Setup Ball and Beam)BW500为研究对象,这是一个典型的单输入多输出控制系统.由牛顿力学得出的该球杆系统的运动方程为一
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该文以德国Amira公司的球杆实验系统装置(Laboratory Setup Ball and Beam)BW500为研究对象,这是一个典型的单输入多输出控制系统.由牛顿力学得出的该球杆系统的运动方程为一非线性方程组.周此,该球杆系统本质上是非线性的.对与此类非线性球杆系统模型,很多相关文章提出了各自的线性化方法,其中,最为常用的方法就是泰勒级数展开的线性化方法,但是在对通过拉格郎日方程建立的系统模型进行线性化,很多线性化方法就不能适用了.论文指出,若用拉格郎日方程建立系统模型,在对其进行线性化时,应从能量的观点出发,而不是采用常用的泰勒级数的方法,否则,将得到与实际物理概念相矛盾的错误结论.论文中所提出的这种线性化方法简单直观,物理概念清楚,而且所得到的方程式与工作点有显式的关系,能够反映系统随工作点变化的非线性关系,这种线性化方法可广泛应用于通过拉格郎日方程建立的系统模型.球杆系统控制器的设计与调试均采用双回路系统的思想方法.文章给出了双回路系统控制器设计、调试的具体方法.这种方法可以大大简化设计与调试的过程,并取得了很好的控制效果.
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