基于A(yíng)RM單片機的智能旋轉倒立擺系統設計

　　2)其中要求(2)當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動(dòng)。

　　3)要求(3)中實(shí)現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。然后利用測速導電塑料電位器測得的旋轉臂的轉速進(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)轉入直立控制即可。

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

　　PID控制器的差分方程

　　式中 稱(chēng)為比例項;稱(chēng)為積分項; 稱(chēng)為微分項;

　　系統軟件流程圖如圖6所示。

　　通過(guò)不斷地調試，測得要求(1)的比例系數K_p=45.0，要求(2)的比例系數K_p=110.0，要求(3)的比例系數K_p=1800.0，積分系數為K_p=450.0。項目(4)、(5)、(6)的比例環(huán)節控制擺動(dòng)的系數K_p=85.0，直立環(huán)節系數K_p=2600.0，K_p=250.0。

　　6 系統測試方法與測試結果

　　6.1 主要測試儀器(見(jiàn)表1)

　　6.2 測試方法與測試結果

　　要求(1)：實(shí)驗中發(fā)現簡(jiǎn)單設定電機正反轉時(shí)機，即可實(shí)現要求(1)、(2);為滿(mǎn)足要求(3)中的旋轉臂轉動(dòng)不超過(guò)90度的限制條件，所設計的程序對應流程圖如圖6所示。此時(shí)做出來(lái)的實(shí)驗數據才有意義。實(shí)驗結果見(jiàn)表1。

　　要求(4)、(5)、(6)：從擺桿保持倒立狀態(tài)時(shí)開(kāi)始計時(shí)，實(shí)驗結果見(jiàn)表3、表4。