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基于MATLAB环境下球杆系统PID控制器的设计
资料介绍
本次设计的目的是掌握对实际物理模块的建模方法，掌握在MATLAB中利用Simulink对实际物理模型分析的方法。它的要求是控制系统中小球的位移。我们采用对系统建立数学模型然后用Simulink仿真来实现直观的物理模型。
球杆控制系统是进行控制理论研究的典型实验模型，目的为控制系统的稳定即小球的定位。由于小球具有一定的质量，必然要在滑杆上来回滚动，直到稳定为止，极富趣味性，而且涉及许多抽象的控制理论概念，如系统稳定性、可控性和系统抗干扰能力等，都可以通过球杆控制系统实验直观的表现出来。因此研究球杆控制系统对我们学习自动控制非常的直观、简便，同时可以验证自己的控制理论和控制算法。整个装置由球杆执行系统、控制器和直流电源等部分组成，球杆执行系统由一根V型槽轨道和一个不锈钢小球组成。V型槽轨道一侧为不锈钢杆，另一侧为直线位移电阻器。当小球在轨道上滚动时，通过测量不锈钢杆上输出电压可测得小球在轨道上的位置。V型槽轨道的一端固定，而另一端则由经过直流电机（DCmotor）的两级齿轮减速，再通过固定在大齿轮上的连杆带动进行上下往复运动。V型槽轨道与水平线的夹角可通过测量大齿轮转动角度和简单的几何计算获得。这样，通过设计一个反馈控制系统调节直流电机的转动，就可以控制小球在轨道上的位置，最终使小球停在所设定的位置，PID控制算法对球杆控制系统的变革性影响做了深入的探讨和分析，并重点使用数学建模、使用MATLAB软件对球杆控制系统的可控性直观的理论论证。
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