程序使用PID控制算法实现倒立摆的控制。
确定PLC型号和输入/输出设备的参数,并配置PLC的通信参数。
配置PLC的定时器,以确保程序按照固定的时间间隔执行。例如,设置一个10ms的定时器。
编写程序代码,读取倒立摆的角度和角速度传感器的输入信号,兄滑备并计算控制羡毁输出。
根据控制输出信号,控制伺服电机,将倒立摆保持在垂直状态。
下面是一个简单的Omron PLC程序示例,用于控制倒立摆:
// 定义PID控制器参数
float Kp = 1.0
float Ki = 0.1
float Kd = 0.01
// 定义控制误差和积分项
float error = 0
float integral = 0
// 定义控制输出
float control_output = 0
// 定义角度和角速度输入
float angle_input = 0
float velocity_input = 0
// 定义伺服电机输出
float servo_output = 0
// 主程序循环
while (true) {
// 读取角度和角速度输入信号
angle_input = read_angle_sensor()
velocity_input = read_velocity_sensor()
// 计算控制误差和积分项
error = 0 - angle_input
integral += error
// 计算控制输出
control_output = Kp * error + Ki * integral + Kd * velocity_input
// 控制伺服电机
servo_output = control_output
write_servo_output(servo_output)
// 等待定时器到期
wait(10ms)
}
需要注让腔意的是,这只是一个简单的示例程序,实际应用中可能需要进行更多的程序优化和调试,以确保倒立摆的稳定性和可靠性。同时,PLC的型号和程序语言可能会根据实际需求而有所不同,需要根据具体情况进行调整。
%主程序:clear all
close all
global A B C D
g=9.8%重力加速度
M=1.0%小车质量
m=0.1%杆的质量
L=0.5%杆长度的一半
Fc=0.0005%小车相对导轨的摩擦系数
Fp=0.000002%杆相对于小车的摩擦系数
I=1/12*m*L^2
l=1/2*L
t1=m*(M+m)*g*l/[(M+m)*I+M*m*l^2]
t2=-m^2*g*l^2/[(m+M)*I+M*m*l^2]
t3=-m*l/[(M+m)*I+M*m*l^2]
t4=(I+m*l^2)/[(m+M)*I+M*m*l^2]
A=[0 1 0 0
t1 0 0 0
0 0 0 1
t2 0 0 0]
B=[0t30t4]
C=[1 0 0 0
0 0 1 0]
D=[00]
Q=[100 0 0 0
0 10 0 0
0 0 1 0
0 0 0 1]
R=[0.1]
K=lqr(A,B,Q,R)
e1_1=0
e2_1=0
e3_1=0
e3_1=0
u_1=0
xk=[-10/57.3,0,0.20,0]
ts=0.02
for k=1:1:1000
time(k)=k*ts
Tspan=[0 ts]
para=u_1
[t,x]=ode45('daolibai_PID_Controller_SubFunction',Tspan,xk,[],para)
xk=x(length(x),:)
r1(k)=0.0
r2(k)=0.0
r3(k)=0.0
r4(k)=0.0
x1(k)=xk(1)
x2(k)=xk(2)
x3(k)=xk(3)
x4(k)=xk(4)
e1(k)=r1(k)-x1(k)
e2(k)=r2(k)-x2(k)
e3(k)=r3(k)-x3(k)
e4(k)=r4(k)-x4(k)
S=1
if S==1
u(k)=K(1)*e1(k)+K(2)*e2(k)+K(3)*e3(k)+K(4)*e4(k)
elseif S==2
de1(k)=e1(k)-e1_1
u1(k)=-50*e1(k)-10*de1(k)
de2(k)=e2(k)-e2_1
u2(k)=-10*e2(k)-10*de2(k)
de3(k)=e3(k)-e3_1
u3(k)=-10*e3(k)-10*de3(k)
de4(k)=e4(k)-e4_1
u4(k)=-10*e4(k)-10*de4(k)
u(k)=u1(k)+u2(k)+u3(k)+u4(k)
end
if u(k)>=10
u(k)=10
elseif u(k)<贺晌镇=-10
u(k)=-10
end
e1_1=e1(k)
e2_1=e2(k)
e3_1=e3(k)
e4_1=e4(k)
u_1=u(k)
end
figure(1)
subplot(411)
plot(time,r1,'k',time,x1,'k'禅粗)
xlabel('time(s)')ylabel('Angle')
subplot(412)
plot(time,r2,'k',time,x2,'k')
xlabel('time(s)')ylabel('Angle rate')
subplot(413)
plot(time,r3,'k',time,x3,'k')
xlabel('time(s)'谨基)ylabel('Car Position')
subplot(414)
plot(time,r4,'k',time,x4,'k')
xlabel('time(s)')ylabel('Car rate')
figure(5)
plot(time,u,'k')
xlabel('time(s)')ylabel('Force')
%子程序
function dx=dym(t,x,flag,para)
global A B C D
u=para
dx=zeros(4,1)
dx=A*x+B*u
%刚学,望多多交流,多多批评指正
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