倒立摆在dssim-app中的实现

回到主页

倒立摆在dssim中实现

之前在simulink中搭建过倒立摆，将系统在dssim-app中搭建出来，来熟悉dssim。过程中主要有两个困难。

1.pid的实现

  1. simulink中使用pid模块直接进行控制，dssim中不含该模块，但是该模块比较简单，通过gain、integration、derivative模块就可以拼出来。
  2. gain有现成的，integration和derivative都可以用传递函数来得到。
  3. 传递函数模块有限制条件：分母的阶必须大于分子的阶，微分的传递函数是s/1，不能直接得到。用传递函数s/0.001s+1来近似，在simulink中测试发现可以用。

2.代数环问题

  1. 之前在simulink中搞得倒立摆的建模中，因为引入了杆和车之间的相互作用力P和N作为中间量分析，建模产生了代数环。
  2. 先用了在P和N后边加入延时的方法来消除代数环，但是使用delay后会在运行时出现报错，在某些点不收敛。
  3. 最后还是把小车的模型改了，看了别人的文章，有线性化的直线一阶倒立摆模型。可以计算出外力和角度的传递函数，用它来作为小车模型。
  4. 此时一些参数为

    小车M=0.5kg 杆 m=0.2kg 摩擦系数 b=0.1N/m/sec 杆长 l=0.3m 转动惯量I=0.006kg*m^2

结果

  1. 在simulink和dssim-app中都搭建了新的倒立摆模型
  2. 结果如下

加入延时消除代数环

  1. 由于只有传递函数看不出来物理过程，又对消除代数环做了尝试
  2. 在P和N之后加入传递函数1000/s+1000，来达到延时的目的
  3. 由于simulink可以解这个代数环，所以在simulink中没有加入该延时，在dssim中加入延时观察了图像，发现几乎相同，解决了代数环问题

参考

https://max.book118.com/html/2017/1017/137333541.shtm https://microcontrollerslab.com/pid-controller-design-simulink/

本文章使用limfx的vscode插件快速发布