旋轉(zhuǎn)電機一級倒立擺實驗指導(dǎo)書

合動(安徽)智能科技有限公司工程科研創(chuàng)新教學(xué)I目錄 I 3 3 3 5 6 6 7 82.1旋轉(zhuǎn)電機一級倒立擺建模 82.1.1牛頓力學(xué)法 3.1根軌跡控制實驗 3.1.3根軌跡校正及MATLAB仿真 3.1.4Simulink仿真模型搭建 44 Ⅱ 3.6.1模糊控制簡介 3.6.2模糊控制的步驟 4.5旋轉(zhuǎn)電機一級倒立擺LQR穩(wěn)擺控制實驗 3第一章實驗平臺介紹1)直線倒立擺系列種2)環(huán)形倒立擺系列43)平面倒立擺系列串并聯(lián)混合三級四級倒擺等5平面一級擺平面兩級擺圖1-3平面倒立擺系列1)非線性2)不確定性3)耦合性4)開環(huán)不穩(wěn)定性5)約束限制圖1-4旋轉(zhuǎn)電機一級倒立擺系統(tǒng)7圖1-5旋轉(zhuǎn)電機一級倒立擺82.1旋轉(zhuǎn)電機一級倒立擺建模為此，不妨做以下假設(shè)：(1)擺桿和小車為剛體；(2)忽略空氣阻力和9對小車水平方向進行受力分析可得：將(2-2)式代入(2-3)得：對擺桿垂直方向上的合力進行分析可得：對于擺桿，力矩平衡方程為：合并這兩個方程，約去P和N可得：設(shè)θ=π+φ,假設(shè)φ與1(單位是弧度)相差很小，即φ<<1,則可以進用u來代表被控對象的輸入力F,線性化后可得：注意：推導(dǎo)傳遞函數(shù)時假設(shè)初始條件為0。由于輸出為角度φ,求解方程組的第一個方程，可以得到：其中X=AX+Bu對方程組(2-9)、(2-17)求解代數(shù)方程，得到如下解：值代入上式，得到以外界作用力為輸入的一級倒立擺系統(tǒng)狀態(tài)空間方程如下：MATLAB求解程序：m=0.05:0-m*l*b/((M+m)*I+M*m*l^2)(M+m)*m*g*1B=[0;(I+m*l^2)/((M+m)*I+M*m*1^2);0;m*l/(((M+m)*I+M*m*l求得矩陣A和B的值如下：于是可以得到：化簡得到：令u'=x式(2-18)、(2-19)得到2.1.2拉格朗日方法VM=0(小車的勢能);Tm=0.5Mx2(小車動能);xpend——擺桿質(zhì)心橫坐標；ypend——擺桿質(zhì)心縱坐標ypend=1cosφ于是有系統(tǒng)的總動能：系統(tǒng)的勢能為：將動能和勢能代入拉格朗日公式，則有：并將加速度設(shè)為系統(tǒng)的輸入量x=u′,求解狀態(tài)方程：將在平衡位置附近進行泰勒級數(shù)展開，并線性化，可以得到：其中下面利用Mathematica對直線一級倒立擺的建模進行計算：tpend=1/2*m*((txpend)^2運行程序(按下Shift+Enter組合鍵運行程序)得Out小{0)oOut[-I={42.}可得系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程為：求得矩陣A和B的值如下：可以看出，利用拉格朗日方法和牛頓力學(xué)方法得到的狀態(tài)方程的是相同的，不同之處在于，輸入u'為小車的加速度x”,而輸入u為外界給小實際系統(tǒng)的模型參數(shù)如下：表2.1實際系統(tǒng)的模型參數(shù)變量名實際參數(shù)名M小車質(zhì)量mb小車速度阻尼系數(shù)l擺桿轉(zhuǎn)動軸心到桿質(zhì)心的長度L電機導(dǎo)軌長度2.2系統(tǒng)的控制特性分析cona=[BA*BA^2*BA^3*B];%系統(tǒng)能控性判別結(jié)果0042442.3系統(tǒng)的階躍響應(yīng)分析3.1根軌跡控制實驗3.1.1根軌跡原理軌跡上。如果這對閉環(huán)主導(dǎo)極點正好落在校正前系統(tǒng)的根軌跡上，則無需校正，只需調(diào)整系統(tǒng)的根軌跡增益即可；否則，可在系統(tǒng)中串聯(lián)一個超前校正裝置通過引入新的開環(huán)零點zc=-1/aT和新的開環(huán)極點Pe=-1/T來改變系統(tǒng)3.1.2根軌跡分析出為倒立擺系統(tǒng)擺桿的角度，被控對象的傳遞函數(shù)為：在在MATLAB下新建一個文件，鍵入如下命令：l=0.35/2;p=roots(den)Z圖3-3根軌跡校正計算圖按最佳確定法作圖規(guī)則，在上圖中畫出相應(yīng)的直線，求出超前校正裝置的零校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：6、于是我們得到了系統(tǒng)的控制器7、上述過程手動計算比較復(fù)雜，可以采用編程程序自動計算得到：7、上述過程手動計算比較復(fù)雜，可以采用編程程序自動計算得到：在Mathematica中編寫如下所示的程序，計算以上步驟：(*系統(tǒng)原來極點*)Print["5"]Print["o"]φ=-π-Gsdy=(π-φ-0)/2zerocoord=polesre-polesim*Tan[y-(π/2-0)](fk=Abs[k*(z-zerocoord)/(z-polecoord)*0.0087/(0.0020num=[0.0087];%TransferfunctionoftheLinearIstageden=[0.00200-0.0858];%invertedpenulumnumlead=-7.33905;%ControllerZerosdenlead=-24.9538;%ControllerPolesZa=[Z;numlead];%AddZerostothesystemPa=[P;denlead];%AddPoKK=84.8963;%compenstep(sysc,t);校正后系統(tǒng)的跟軌跡如下圖所示：04物-[0.9383061YO41外-[0.5720091polecoordKo45-[[k+-84.8963},[k圖3-4校正后根軌跡0圖3-6手動校正后根軌跡曲線和階躍響應(yīng)曲線可以看出，系統(tǒng)在0.7s的時間內(nèi)可以穩(wěn)定，響應(yīng)比較迅速，超調(diào)比較小。3.1.4Simulink仿真模型搭建MATLAB提供了一個強大的圖形化仿真工具Simulink,下面在Simulink中建立直線一級倒立擺的模型，(對于初次使用MATLABSimulink實驗者，請在進行此實驗之前熟悉Simulink相關(guān)的知識和使用方法),這里詳細介紹一下根軌跡校正倒立擺模型的建立方法：51圖3-7Simulink中TransferF=I書expression.Thedenominatorcoefficientmustbeavector.indescendingorderofpowersofs.X=Matrixexpressionforzeros.Vectoreandgain.Outputwidthequalsthenumberofcolumnszerosmatrix,oroneifzeroXpoles 圖3-10TransferFcn參數(shù)更改效果圖Listofsigns:mX圖3-11Sum參數(shù)口中，并雙擊模塊設(shè)置階躍信號參數(shù)；0Finalvalue:0X圖3-12階躍信號參數(shù)中，如下圖所示；圖3-13圖3-13“Scope”信號模塊搭建過程kN+249538N+249538示相角和頻率的關(guān)系；一種是極坐標圖，極坐標圖表示的是當(dāng)の從0變化到無窮大時，向量G(jo)∠G(jo)端點的軌跡，極坐標圖也常稱為奈奎斯特圖，奈奎斯3.2.1頻率響應(yīng)分析在MATLAB下繪制系統(tǒng)的Bode圖和奈奎斯特圖。繪制Bode圖的命令為：繪制奈奎斯特圖的命令為：Nyquist(sys)在MATLAB中鍵入以下命令：num=[0.0087];den=[0.00200-0.0858];%invertedpenulum0根據(jù)奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)，閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是：當(dāng)の從-○到+0變化時，開環(huán)傳遞函數(shù)G(jo)沿逆時針方向包圍-1點p圈，其中p為開環(huán)傳遞函數(shù)在右半S平面內(nèi)的極點數(shù)。對于旋轉(zhuǎn)電機一級倒立擺，由圖3-19我們可以看出，開環(huán)傳遞函數(shù)在S右半平面有一個極點，因此G(jo)需要沿逆時針方向包圍-1點一圈?？梢钥闯觯到y(tǒng)的奈奎斯特圖并沒有逆時針繞-1點一圈，因此系統(tǒng)不旋轉(zhuǎn)電機一級倒立擺的頻率響應(yīng)設(shè)計可以表示為如下問題：考慮一個單位負反饋系統(tǒng)，其開環(huán)傳遞函數(shù)為：設(shè)計控制器G.(s),使得系統(tǒng)的靜態(tài)位置誤差常數(shù)為10,相位裕量為50°,根據(jù)要求，控制器設(shè)計如下：1、選擇控制器，上面我們已經(jīng)得到了系統(tǒng)的Bode圖，可以看出，給系統(tǒng)增加一個超前校正就可以，滿足設(shè)計要求，設(shè)超前校正裝置為：設(shè)2、根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差要求計算增益K:計算可得于是有：用Matlab畫出增加增益后的伯德圖和奈奎斯特圖1B0圖3-20添加增益后的旋轉(zhuǎn)電機一級倒立擺的Bode圖和Nyquist圖num=[0.0087*98.62069]:%TransferfunctionoftheLden=[0.00200-0.0858];%invertedpenfigure因此需要增加的相位裕量為50°,增加超前校正裝置會改變Bode圖的又得：α=0.0994對應(yīng)的頻率w=43.3736。43.373543.373643.37375、于是校正裝置確定為：6、增加校正后系統(tǒng)的伯德圖和奈奎斯特曲線圖如下0圖3-21校正后系統(tǒng)的伯德圖和奈奎斯特曲線圖得到系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)如下：den=[0.00200-0.0858];z=roots(num);%求傳遞函數(shù)的零點za=[z;-13.6747];%增加一個零點pa=[p-137.5727];%增加一個極點grid%繪制柵格figure%新建一個figure圖XMatrixexpressionforzeros.Vectorexpressionforpolesandgain.Outputwidthequalsthenumberofcolumns##0O得到良好的靜態(tài)精度，我們采用滯后-超前校正(通過應(yīng)用滯后-超前校正，低頻增益增大，穩(wěn)態(tài)精度提高，又可以增加系統(tǒng)的帶寬和穩(wěn)定性裕量),設(shè)滯后-超前控制器為：請讀者參考相關(guān)教材設(shè)計滯后-超前控制器，設(shè)控制器為：可以得到靜態(tài)誤差系數(shù)：比超前校正提高了很多，因為-2零點和-0.1988極點比較接近，所以對相角裕度影響等不是很大，滯后-超前校正后的系統(tǒng)仿真模型圖如下所示：0050圖3-24利用頻率響應(yīng)方法校正后的Bode圖和Nyquist圖(二階控制器)Matrixexpressionforzeros.VectorexpresName:(e.g.,'position')Name:(e.g.,'position')03.3PID控制實驗3.3.1PID控制原理(1)PID控制概述PID的控制規(guī)律為：十十+1)原理簡單，使用方便。2)適應(yīng)性強。PID應(yīng)用范圍廣，雖然很多工業(yè)過程是非線性或時變的，但通過適當(dāng)簡化，也簡化將其變成基本線性和動態(tài)特性不隨時間變化的系統(tǒng)就可以進行PID控制了3)魯棒性強。況。系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)框圖如下y(s)y(s)圖3-27旋轉(zhuǎn)電機一級倒立擺閉環(huán)系統(tǒng)圖圖中KD(s)是控制器傳遞函數(shù)，G(s)是被控對象傳遞函數(shù)。擺桿角度和小車加速度的傳遞函數(shù)為：PID控制器的傳遞函數(shù)為：需仔細調(diào)節(jié)PID控制器的參數(shù)，以得到滿意的控制效果。前面的討論只考慮了擺桿角度，那么,在控制的過程中，小車位置如何變化通過對控制量v雙重積分即可以得到小車位置。3.3.2PID控制參數(shù)設(shè)定及仿真擺模型，把倒立擺的傳遞函數(shù)輸入到“TransferFcn”模塊，搭好PID算法模塊，由實際系統(tǒng)的物理模型：在Simulink中建立如圖所示的旋轉(zhuǎn)電機一級倒立擺模型：圖3-28旋轉(zhuǎn)電機一級倒立擺PID控制MATLAB仿真模型00x圖3-29PID參數(shù)設(shè)置窗口結(jié)果：Kp=21,K,=0,Kp=1得到仿真結(jié)果令Kp=21,K?=0,Kp=2,仿真得到如下結(jié)果：%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%num=[0.0087];%TransferfunctionoftheLiden=[0.00200-0.0858];%invertedpenulumnumPID=[kdkdenc=polyadd(conv(denPID,den),conv(運行后得到如下的仿真結(jié)果：0圖3-37旋轉(zhuǎn)電機一級倒立擺PID控制MATLAB仿真結(jié)果(脈沖干擾)3.4.1狀態(tài)空間分析對于控制系統(tǒng)X=AX+Bu,A—n×n常數(shù)矩陣；B—n×1常數(shù)矩陣；選擇控制信號為：求解上式，得到x(t)=(A-BK)x(t),方程的解為圖3-38狀態(tài)反饋閉環(huán)控制原理圖極點配置設(shè)計步驟：1、檢驗系統(tǒng)的可控性條件；的值；3、確定使狀態(tài)方程變?yōu)榭煽貥藴市偷淖儞Q矩陣T:其中M為可控性矩陣，M=[B.ABA'B],4、利用所期望的特征值，寫出期望的多項式：5、需要的狀態(tài)反饋增益矩陣K由以下方程確定：3.4.2極點配置及仿真為輸入的系統(tǒng)狀態(tài)方程為：旋轉(zhuǎn)電機一級倒立擺的極點配置轉(zhuǎn)化為：對于如上所述的系統(tǒng)，設(shè)計控制器，要求系統(tǒng)具有較短的調(diào)整時間(約3秒)和合適的阻尼(阻尼比5=0.5)。方法一：按極點配置的步驟進行計算1、檢驗系統(tǒng)可控性，由系統(tǒng)可控性分析可以得到，系統(tǒng)的狀態(tài)完全可控性矩陣的秩等于系統(tǒng)的狀態(tài)維數(shù)4,系統(tǒng)的輸出完全可控性矩陣的秩等于系統(tǒng)輸出向量的維數(shù)2,所以系統(tǒng)可控。狀態(tài)變量狀態(tài)變量倒立擺桿/小車系統(tǒng)x=Ax+Bu控制力uθxMATLAB計算：A=[0100;0000;0001;004結(jié)果：T=MW其中：所以：u=-KX=38.0952x+17.1429x-6400;000-2+2*sK=[pj(5)-pa(5)pj(4)-pa(4)pj(3)-pa(3)pj(2)-palegend(CartPos',CartSpd,PendAng%%N=inv([A,B;C,D])*Z;Nx=N(1:s)Nu=N(I+s);以上計算可以采用MATLAB編程計算。運行得到以下結(jié)果：0圖3-40極點配置仿真結(jié)果可以看出，在給定系統(tǒng)干擾后，倒立擺可以在2.8秒內(nèi)很好的回到平衡位置，滿足設(shè)計要求。方法二、用戶還可以采用以下方法：矩陣A-BK的特征值是方程|sI-A+BK|=0的根，設(shè)K=[k?k?k?k?],選取期望閉環(huán)極點：令sI-A+BK|=(s-μ)(s-H?)(s-H)s-μ根據(jù)系數(shù)——對應(yīng)可得K=[-38.0952-17.142964.42249則u=-KX=38.0952x+17.1429x-64.42240-9方法三、利用艾克曼公式艾克曼方程所確定的反饋增益矩陣為利用Matlab程序可以方便的計算A=[0100;0000:0001;004方法四、可以直接利用MATLAB的極點配置函數(shù)A=[0100;0000:0001;004為匹配place()函數(shù)，把-10,-10兩個極點改成了-10-0.0001j,-10+0.0001j,因為增加的虛部很小，可以忽略不記，運行得到如下結(jié)果：K=[-38.0952-17.142964.42249級倒立擺的仿真模型：0X#XXOK111100極小值(極大值)。從數(shù)學(xué)的觀點來看，最優(yōu)控制研究的問題是求解一類帶有約20世紀50年代中期，出現(xiàn)了現(xiàn)代變分理論，其中最常用的方法是動態(tài)規(guī)劃和極如果系統(tǒng)是線性的，性能泛函是狀態(tài)變量(或/和)控制變量的二次型函數(shù)線性二次型問題解出的控制規(guī)律是狀態(tài)變量的線性函數(shù),因而通過狀態(tài)反饋便可先理解二次型性能指標(泛函)。二次型性能指標一般形式如下：R-r×r維正定控制加權(quán)矩陣；F-n×n維半正定終端加權(quán)矩陣；圖3-43最優(yōu)控制LQR控制原理圖下面對性能指標的物理意義做解析：正定，所以只要出現(xiàn)誤差，L總是非負的。若x增大，則L,也增大。由此可見，L,是用以衡量誤差x大小的代價函數(shù)，x越大，則支付的代價越大。在x是標量函數(shù)的情況下，,那表示誤差平方的積分。Qt)通常是對角函數(shù)的情況下，應(yīng)該取成時變的),表示動態(tài)過程中對控制的約束或要求。因為R(t)正定，所以只要存在控制，L,總是正定的。如果把u看作電壓或電流函數(shù)的話，那式中的第二突出對終端誤差的要求，叫做終端代價函數(shù)。最優(yōu)控制的目標就是使J→min,則其實質(zhì)在于，用不大的控制來保持較小X=AX+Buy=CX+Du可以引入最優(yōu)控制的性能指標，即設(shè)計一個輸入量u(t),使得受到外界干擾而偏離零狀態(tài)，應(yīng)施加怎樣的控制U,才能使得系統(tǒng)回到零狀態(tài)附優(yōu)控制理論可知，若想使J最小化，則控制信號應(yīng)該為：u(1)=-R-'BTP(t)x(1)解Riccati代數(shù)方程：PA+A'P-PBR-1B1P+Q=0就可獲得P值以及最優(yōu)反饋增益矩陣K值。從最優(yōu)控制律可以看出，旋轉(zhuǎn)電機一級倒立擺LQR控制器設(shè)計的關(guān)鍵問題A=[0100;0.000;0001;00Ac=[(A-B*K)]:Bc=[B];Cc=[C]:legend(CartPos',CartSpd',PendAng過引入反饋增益K來消除穩(wěn)態(tài)誤差，控制信號為輸入量與輸出信號乘以反饋增小車位移x對應(yīng)的項相減,因此輸入量的增益Nbar與K向量中x對應(yīng)的項相等，結(jié)果K=[-10.0000-7.77170圖3-44旋轉(zhuǎn)電機一級倒立擺LQR控制仿真結(jié)果分析：一般情況下：R增加時，控制力減小，角度變化減小，相對減慢，如：若Q對應(yīng)于角度的元素增加，使得角度變化速度減小，而位移的響應(yīng)速度減慢；若Q對應(yīng)于位移的元素增加，使得位移的跟蹤速度變快，而仿真實驗X3.6.1模糊控制簡介模糊控制理論，特別是應(yīng)用方面在20世紀80年代末90年代初取得了突飛2)模糊集合定義。論域U中的模糊集F用一個在區(qū)間[0,1]上的取值的隸數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫規(guī)則庫」1)模糊化接口2)知識庫3)模糊推理機4)去模糊化接口器ed器uè3.6.2模糊控制的步驟7)計算機算法程序的編寫。3.6.3倒立擺模糊控制方法融合函數(shù)的實現(xiàn)可以有多種方法，考慮到實際應(yīng)用中大量的過程控制使用了諸控制方法的實現(xiàn)過程與模糊控制器的設(shè)計結(jié)合起來，通過傳統(tǒng)方法為設(shè)計模糊作是擺桿角度的干擾，將擺桿角度和小車位移兩個狀態(tài)變量加權(quán)合成綜合誤差E,而將擺桿角速度和小車速度綜合成誤差變化率EC。模糊控制器Out函數(shù)EcKecKeE圖3-79—級倒立擺模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.融合函數(shù)設(shè)計利用之前倒立擺LQR控制中求得的狀態(tài)反饋矩陣K構(gòu)造融合函數(shù)F(X)。K=R1B"P=[k,k?,k?,k]構(gòu)造的融合函數(shù)如下：3.6.4倒立擺模糊控制器設(shè)計經(jīng)過融合函數(shù)降維后得到E和EC兩個輸入量，因此只要設(shè)計一個二維模糊(1)隸屬度函數(shù)取綜合誤差E和綜合誤差變化率EC的論域分別為X=[-3,3],Y=[-3,3],輸(2)模糊規(guī)則Rulel:IfEisNBandECisNBThenUisNB;1)模糊控制器建立1)模糊控制器建立h22y_ycaclital_vt_3EE33PaimH3-2N8(2)輸出U的隸屬度函數(shù)u00u2(3)模糊規(guī)則RuleRuleEditor:fuzy_yiidaol4f(EisNBjand(ECNf圖3-85模糊規(guī)則設(shè)置xM操理控M操理控kuku(1)融合函數(shù)已知k=[-10.0000-7.771738.90606.0704];Element-wisegain(y=K.*u)ormatrixgain(y=K*uory=u*K),[-0.2418,0,0.9406,0;圖3-87融合函數(shù)(2)量化因子和比例因子(3)仿真結(jié)果3.7神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制數(shù))。3.7.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)3.7.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制3.7.4神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計r(1)輸入層：該層有5個結(jié)點，分別代表了倒立擺的角度θ,角速度θ,小(2)隱含層：隱含層一共設(shè)置了5個結(jié)點，輸入層和隱含層之間的權(quán)系數(shù)(3)輸出層：該層只有一個結(jié)點，輸出是狀態(tài)評價信號v,該結(jié)點接受來自第二層和第一層的輸入信號，做線性處理，有：內(nèi)部再勵信號f,由狀態(tài)評價信號v和外部再勵信號r來產(chǎn)生：始狀態(tài)誤狀態(tài)常狀態(tài)否則其值為0。v(t,t)是利用1時刻的權(quán)系數(shù)和t時刻的狀態(tài)量對r的預(yù)報值，率δ=0.9。b;(t+1)=b,(t)+β·f(t+1)x,a,(t+1)=a,(t)+b,r(t+1)y,(t,t)(1-y,(t,t))2.ASN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計ASN是一個五層模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)如圖4.5所示，它其實就相當(dāng)于一個輸入層模期化層規(guī)則層解模糊層輸出層和x?,它們分別代表了θ,0,x,x四個變量，這一層不作處理，第一、二層(2)模糊化層：此層對每個輸入變量定義模糊集合，對x定義2個模糊集合，而對θ,θ,和x各定義4個模糊集合，一共是14個模糊集合，因此該層一(3)規(guī)則層：模糊控制規(guī)則的一般形式是：R':ifx?=A{andx?=A?and...andx,=A'thenf=B,它根據(jù)建議的控制量f和獎罰信號r來產(chǎn)生隨機控制量f',f的概率密度函數(shù)為：其中m=f(t),σ=exp[-r(t+1)]。另外，還將f正規(guī)化，即：綜上所述，AEN網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)為N3[5,5,1],模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)即ASN網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)3.7.5倒立擺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制仿真1.確定模糊控制器的輸入輸出本設(shè)計采用Mamdani模糊模型，輸入為倒立擺的角度θ、角速度0、小車的位移x、速度x,輸出為施加在小車上的控制力F,解模糊采用重心法。在件。如圖3-93所示。PIsPIstditoraUntitled2Urited282.確定各輸入及輸出的隸屬度函數(shù)0p1]8圖3-94隸屬度函數(shù)的編輯界面3.設(shè)計模糊控制規(guī)則j12.IfiθisVSI]andiθtisVS2|and(xisNB3)and4.仿真系統(tǒng)框圖的設(shè)計為所設(shè)計的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器，Step為階躍信號發(fā)生器。Scope為示波器。圖3-96Simulink仿真系統(tǒng)框圖dx/dt=Ax+Bu0X=測，保證后續(xù)實驗?zāi)軌蛘＿\行。這里以LED閃爍實驗進行介紹。選擇想保存的文件夾；支持離散狀態(tài)，F(xiàn)ixed-stepSize基本采樣時間設(shè)置為0.005s,stepStoptime:Inf可選、可不選150MHz(可根據(jù)情況設(shè)置時鐘頻率),低速時鐘外設(shè)4分頻，高速時鐘外設(shè)2分Clockdivider(DIVSEL):(OAchievableSYSCLKOUTinMHz=(OsCCLK'PLLCR)DIVSELBaudrateprescal8、在Report子標簽?zāi)軌虼蜷_設(shè)置關(guān)于代碼報告HTML格式的代碼生成報告，并通過勾選框選擇是否在模型編譯結(jié)束后自動打AaXA=InregularmodeavalueofTrueattheinputoftheblockvillpulltheGP10pinhigh.AvaluesofFalsevillgroundIntogglemode,avalueofTrueattheinputoftheblockofFalsehasnoeffectontheoutputleveloftheGP10pin.圖4-10DigitalOutput參數(shù)設(shè)置11、然后在Source中選擇CounterLimited添加到空白處，在LogicandBitXCounterLimited(mask)(link)ofbitsneededtorepresenttheupperlimitisused.三X20012、將每個模塊的名字設(shè)為自己想要的名字，將三個模塊依次連接。使圖4-13搭建LED控制模型圖4-14仿真設(shè)置圖4-15仿真結(jié)果AuthorSonfigurationsettingsattimeofjeasonjeasonDescript...offoffa4.2.1編碼器原理旋轉(zhuǎn)編碼器有增量編碼器和絕對編碼器兩種，如圖4-1為增量式光電編碼器放大整形放大整形脈沖輸出透鏡光源圖4-17增量式光電編碼器原理A、B兩組脈沖相位差π/2,將輸出信號光電式增量編碼器的測量精度取決于它所能分辨的最小角度α(分辨角、分辨率),而這與碼盤圓周內(nèi)所分狹縫的線數(shù)有關(guān)。率可得工作軸的轉(zhuǎn)速；根據(jù)A、B兩相信號的相位4.2.2角度和位移換算系為：4.2.3擺桿角度測試實驗Get_GUldataS2500線4倍頻圖4-18擺桿角度測試Simlink模型XTheenhancedquadratureencoderpulse(eQEP)moduleisusedfinterfacewithalinearordirection,andspeedinformationfhigh-performancemotionandposition-controlsystem.IndexpulsegatinmXdirection,andspeedihigh-performancemotionandpositionMaximumpositioncountervalue(0~4293)QEP_A子系統(tǒng)里面的是一個求差運算組成，表示eQEP模塊的初始值初始量，保證擺桿豎直向上為0度通道1通道2通道3通道4???當(dāng)擺桿由豎直向下初始位置逆時針轉(zhuǎn)到豎直向上位置，觀察第二個窗口的數(shù)據(jù)變1000線4倍頻1000線4倍頻m4)勾選通道1、通道2、通道3、通道4(都要勾選才能正常顯示數(shù)據(jù)),通道1?通道3?通道4V參數(shù)修改圖4-28選擇上位機通道窗口的值是否為0,第二個窗口的值是否為0。顯示觀察數(shù)據(jù)變化。理想位置simultane