球杆控制系统分析与设计实验教程-模型建立与稳定性

"实验原理-4-兆易创新 产品手册电子档20190517" 这篇文档是关于“球杆控制系统”的实验原理和分析设计教程，由深圳固高科技编写于2012年。它旨在帮助学生理解和掌握控制系统的分析与设计方法，特别是针对机电类系统的控制。球杆系统作为典型的单输入单输出系统，适用于教学控制理论的基础概念，如稳定性分析、PID校正、根轨迹校正和频域法校正。 实验一着重于简化模型的建立和稳定性分析，目的是让学生了解机理法建模的过程，并能通过MATLAB进行仿真验证。在这个实验中，学生需要利用经典力学理论，比如牛顿-欧拉方法，来建立球杆系统的动力学模型。实验设备包括球杆系统本身以及配备的MATLAB计算平台。球杆系统由底座、小球、横杆、马达等组成，小球的位置可以通过电阻传感器检测，电机位置则由增量式编码器监控。 球杆系统的工作原理是：当直流伺服电机改变位置时，通过传动机构调整横杆的角度，小球会因重力在横杆上滚动。系统中的关键参数，如电机的实际位置和小球位置，都能被准确测量，从而为控制策略提供数据支持。 教程的后续章节进一步深入到PID校正、根轨迹校正、频域法校正和状态反馈等高级主题，这些内容对于优化系统性能至关重要。通过这些实验，学生不仅能学习到控制系统的理论，还能通过实践掌握如何分析和改进系统的机械、电气特性，以达到最佳性能指标。 这个教程为学生提供了全面的控制系统分析和设计实践经验，涵盖了从基本概念到高级设计技术的完整流程，是学习自动控制理论和机电系统设计的重要参考资料。