基于ARM單片機(jī)的智能旋轉(zhuǎn)倒立擺系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2)其中要求(2)當(dāng)擺桿高于水平位置時(shí)就不再進(jìn)行控制，靠慣性就可完成圓周運(yùn)動(dòng)。

　　3)要求(3)中實(shí)現(xiàn)倒立擺保持倒立狀態(tài)，再進(jìn)行直立控制時(shí)可通過(guò)導(dǎo)電塑料電位器返回的角度值與180°進(jìn)行比較作比例控制，可以用軟件求得角速度來(lái)作微分控制。然后利用測(cè)速導(dǎo)電塑料電位器測(cè)得的旋轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)速進(jìn)行速度的比例和積分控制，從而可以使擺桿在某一點(diǎn)附近完成倒立。

　　4)完成要求(4)、(5)兩項(xiàng)算法與之前相差無(wú)幾,只是在開(kāi)始用角度的比例控制使得桿快擺到最高點(diǎn)處的某個(gè)位置時(shí)轉(zhuǎn)入直立控制即可。

　　5)完成項(xiàng)目(6)的算法與之前發(fā)揮部分的區(qū)別在于，在直立控制開(kāi)始時(shí)延時(shí)一段時(shí)間，待其穩(wěn)定后，給定一個(gè)速度設(shè)定值，擺桿即可沿著一個(gè)方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

　　PID控制器的差分方程

　　式中 稱為比例項(xiàng);稱為積分項(xiàng); 稱為微分項(xiàng);

　　系統(tǒng)軟件流程圖如圖6所示。

　　通過(guò)不斷地調(diào)試，測(cè)得要求(1)的比例系數(shù)K_p=45.0，要求(2)的比例系數(shù)K_p=110.0，要求(3)的比例系數(shù)K_p=1800.0，積分系數(shù)為K_p=450.0。項(xiàng)目(4)、(5)、(6)的比例環(huán)節(jié)控制擺動(dòng)的系數(shù)K_p=85.0，直立環(huán)節(jié)系數(shù)K_p=2600.0，K_p=250.0。

　　6 系統(tǒng)測(cè)試方法與測(cè)試結(jié)果

　　6.1 主要測(cè)試儀器(見(jiàn)表1)

　　6.2 測(cè)試方法與測(cè)試結(jié)果

　　要求(1)：實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)單設(shè)定電機(jī)正反轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)要求(1)、(2);為滿足要求(3)中的旋轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)不超過(guò)90度的限制條件，所設(shè)計(jì)的程序?qū)?yīng)流程圖如圖6所示。此時(shí)做出來(lái)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)才有意義。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

　　要求(4)、(5)、(6)：從擺桿保持倒立狀態(tài)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3、表4。