机械谐振系统实验平台动力学特性及实验方法研究

摘要

为了改善自动控制原理及相近课程的教学效果，促进一体化课程建设，研制了机械谐振系统实验平台。首先，建立了实验平台的数学模型，详细分析了所提出的机械谐振系统的非线性动力学特性，讨论了实验平台系统的L₂稳定性和李雅普诺夫稳定性；其次，介绍了实验平台的软硬件组成及其实际应用方法；最后，用仿真实验和物理实验对机械谐振系统实验平台进行了验证。结果表明：通过机械谐振系统实验平台，能直观地展示二阶系统的时域响应特性与频率响应特性，以及PID、LQR和基于李雅普诺夫函数的抑振控制器的控制特性。所设计的机械谐振系统实验平台能够更好地辅助完成控制工程相关课程的教学任务，并为控制工程科研工作提供技术支持。

关键词

系统建模 / 机械谐振系统 / 系统分析 / 稳定性 / 控制器

基金资助

天津职业技术师范大学2022年度专业学位研究生课程案例库建设项目(15102/XJYJ2326); 2021年天津市研究生科研创新项目(2021YJSO2B16); 河北科技大学教改项目(2021-YB24)