一、课程设计任务书1、设计实验条件实验设备：PC 机2、设计任务已知某吊车控制系统的开环传递函数为()()21432ls gG s Mls ls M m gs gsμμ+=++++其中模型的参数，M=5kg ，m=10kg ，l=1m ，g=9.8m/s, 0.2μ=，采用极点配置方法，设计状态反馈控制器。
设计要求：建立状态空间表达式，设计状态控制器，并用Matlab 仿真给出输入输出曲线。
3、设计说明书的内容1、 设计题目与设计任务（设计任务书）2、 前言（绪论）(设计的目的、意义等)3、 主体设计部分4、 结束语5、 参考文献4、设计时间与设计时间安排1、设计时间： 2周2、设计时间安排：熟悉实验设备、实验、收集资料：3 天 设计计算、绘制技术图纸： 6 天 编写课程设计说明书： 2 天 答辩：1 天二、前言1、研究背景在港口向货船船仓堆放集装箱时，需要集装箱准确就位。
但由于吊运集装箱的吊车吊臂的运动及阵风等扰动会造成集装箱不断地摆动。
为减小摆动，须减慢吊臂的运动速度或等待货物的摆动差不多完全衰减后，再使集装箱就位。
这种消极地减小摆动的方法是以降低工作效率为代价的。
在冶金浇铸车间吊运金属熔液的吊车、吊装大型设备的现场等都有类似的问题存在。
吊运的重物摆动不仅会降低工作效率，而且不利于安全生产。
吊车作为一种重要的起重运输机械，在工业生产中得到了广泛的应用。
对于吊车的控制，往往要求对控制精度、速度以及抗摆等方面进行综合考虑。
台车水平方向上的移动直接受电机的控制，因此台车移动的速度和精度控制是较易实现的。
相对而言，吊车系统的抗摆控制往往难于实现。
负载的摆动主要是由于加速、减速以及外界干扰而引起的，抗摆控制对于吊车运行的安全性往往是至关重要的。
在很多文献中已提出了开环、闭环方法使得单输入单输出系统稳定。
因此本文利用线性系统状态反馈的极点配置法使闭环系统的极点位于左半平面，实现对单输出系统的稳定控制。
2、国内外研究现状国内吊车抗摆技术的研究开始于80年代初,较早研究的学者是哈尔滨工程大学的华克强等人,在华克强的文献《桥式吊车模糊防摆控制》中,作者针对桥式吊车,给出了吊车系统精确的数学模型,根据此模型,设计了最优控制器,自适应控制器,模糊控制器,并对三种控制器进行了比较分析。
＊收稿日期：２００６－０３－１５＊＊作者简介：张磊（１９８２－），男，北京市人，北京化工大学硕士研究生。
对于高架吊车这样一个非线性被控对象的控制，传统的控制方法很难满足其控制性能，而模糊控制不依赖于被控对象的数学模型，且控制系统的鲁棒性能好，尤其适应于那些模型不确定、非线性、时变、时滞的被控对象。
但是，模糊控制器在实际设计中，对于实际经验的依赖性很大，在实际设计时，如何选取控制量和控制规则，需要编制大量的程序进行仿真分析，或是控制器设计完后通过实验分析，从而确定其控制方案。
显然这两种方法都需要经过反复实验才能确定，因而费时、费力。
针对上述问题，可以通过计算机仿真进行模糊控制器的设计，分析，调试。
并可以利用Ｍａｔｌａｂ平台中的Ｓ函数进行实物的动画模拟仿真。
１数学模型的建立带有悬挂物的移动吊车如图１所示。
质量为Ｍ的小车在水平力Ｆ的作用下沿水平方向前进，在Ｍ的重心上挂有一个质量为ｍ的重物，小车水平运动时，ｍ在惯性的作用下，左右摇摆，产生与垂直方向为!的夹角，车在水平方向上的位移为ｘ，速度为ｖ，悬挂物体的速度由水平和切向速度合成，其速度为"。
设广义坐标为ｘ和!，则整个系统的动能为：Ｔ＝１２Ｍｘ"２＋１２ｍ"２＝１２（Ｍ＋ｍ）ｘ"２＋１２ｍ（ｌ!"）２＋ｍｌｘ"!"ｃｏｓ!系统的势能为：Ｖ＝－ｍｇｌｃｏｓ!则有：Ｌ＝Ｔ－Ｖ＝１２（Ｍ＋ｍ）ｘ"２＋１２ｍ（ｌ!"）２＋ｍｌｘ"!"ｃｏｓ!＋ｍｇｌｃｏｓ!根据系统的拉格朗日方程，最终导出的被控对象的非线性数学模型为：（Ｍ＋ｍ）ｘ#＋ｍｌ!#ｃｏｓ!－ｍｌ!"２ｓｉｎ!＝Ｆ（ｔ）ｌ!#＋ｘ#ｃｏｓ!＋ｇｓｉｎ!＝!"$０（１）基于Ｍａｔｌａｂ环境下高架吊车的控制及动画模拟仿真＊张磊＊＊陈娟（北京化工大学信息科学与技术学院，北京１０００２９）摘要：针对高架吊车的两自由度控制，给出了模糊控制方案。
双摆系统拉格朗日方程matlab建模反馈篇一：在物理学中，双摆系统是一个经典的力学问题，它由两个相互连接的摆锤组成，每个摆锤都可以在水平平面内自由摆动。
这个系统可以用拉格朗日方程进行建模，并通过使用MATLAB进行数值模拟和反馈控制。
首先，我们需要定义双摆系统的坐标和速度变量。
对于每个摆锤，我们可以选择以摆锤的质心位置和角度作为广义坐标。
因此，双摆系统可以由四个广义坐标（θ1, θ2）和四个广义速度（ω1, ω2）来描述。
接下来，我们可以使用拉格朗日方法来得到双摆系统的拉格朗日方程。
拉格朗日方程描述了系统的动力学行为，可以通过最小化系统的作用量来得到。
对于双摆系统，拉格朗日方程可以写成如下形式：L = T - V其中，T代表系统的动能，V代表系统的势能。
动能可以通过每个摆锤的动能之和来计算，而势能可以通过每个摆锤的势能之和来计算。
通过计算拉格朗日函数的导数，我们可以得到双摆系统的拉格朗日方程。
然后，我们可以使用MATLAB来建立双摆系统的模型。
可以通过编写一个函数来计算系统的拉格朗日函数，并使用ode45函数来解决系统的微分方程。
ode45函数是MATLAB中用于求解常微分方程的函数，可以根据系统的初始条件和时间范围来模拟系统的行为。
最后，我们可以使用反馈控制来改变双摆系统的行为。
可以通过改变摆锤的初始条件或应用外部力来实现控制。
通过调整控制参数，可以使系统达到所需的稳定状态或实现特定的摆动行为。
总结起来，双摆系统可以使用拉格朗日方程进行建模，并通过MATLAB进行数值模拟和反馈控制。
这种建模方法和控制策略可以应用于其他复杂的力学系统，以研究和控制它们的动态行为。
篇二：双摆系统是一种经典的物理系统，常用于研究力学问题和控制系统设计。
在双摆系统中，两个摆杆通过铰链连接在一起，并且可以在重力的作用下自由摆动。
要对双摆系统进行建模和控制，可以使用拉格朗日方程。
拉格朗日方程是基于能量的原理，可以描述系统的动力学行为。
