1.2 国内外研究发展趋势

1.3 本课题的工作及主要内容

球杆系统的结构简单、直观，可以满足自动控制的原理、现代控制的理论这类实验理论，同时可以是电机与拖动基础等其他课程的实验设备。要设计一个鲁棒的控制系统才能控制小球的位置因为球杆系统包含了开环不稳定的特性。对于球杆系统的控制方法多种多样论文网，本课题就是根据球杆系统的数学模型，基于MATLAB进行球杆控制系统的频域设计，运用个人计算机实现对球杆系统的数字控制。

本课题的内容安排如下： 

(1)对球杆系统研究现状、控制理论发展状况、本课题研究的背景和意义以及球杆系统在现实中的应用进行了介绍；

(2)介绍了频域响应法的原理和特点，并介绍了本课题设计所需要的运行平台MATLAB/Simulink；

(3)对本课题所使用的固高介球杆系统进行了构成及工作原理的介绍，以及介绍了球杆系统中最主要的机械部分和只能伺服驱动的应用；对球杆系统机械模型进行分析，得到小球在球杆上运行的加速度，假设倾斜角为0是得到近似的线性方程，进行转化换算后得出了球杆系统的开环传递函数；用Simulink搭建了球杆系统的模型，并分析了系统的电器模型；

(4)依据开环传递函数的Bode图，在系统中增加一个控制器件，使开环系统的Bode图发生改变，导致影响闭环系统的响应，让他能够达到期望的性能；

(5)对实时控制的过程进行了介绍，并成功进行了球杆系统的实时控制实验，观察控制波形，并与仿真波形比较，对存在误差的原因进行理论分析。