基于MFC的旋转倒立摆上位机控制系统设计与实现

陶翔翔 范硕 王志明

摘要：该文主要介绍旋转倒立摆系统上位机的设计方法，使用通信控件MSComm与下位机通信，实现对旋转倒立摆的启停控制、状态监测以及PID參数设置。文章在Win10环境下基于VS2015进行MFC应用程序开发，详细介绍了应用程序的基本框架以及软件的界面资源，阐释了典型消息响应函数的实现方法，最后显示了上位机与串口调试助手的通信结果。

关键词：旋转倒立摆；上位机；MFC；串口通信

中图分类号：TP31 文献标识码：A 文章编号：1009-5039（2018）17-0269-04

倒立摆系统是一个复杂的、不稳定的非线性系统，对倒立摆系统的研究能有效反映控制中的许多经典问题：如非线性问题、鲁棒性问题、镇定问题、随动问题以及跟踪问题等。通过对倒立摆系统的研究，不仅可以解决控制中相关理论和技术实现问题，还能将控制理论所涉及的三个基础学科：力学、数学和电学有机地结合起来，在倒立摆系统中进行综合应用[1]。

本文主要介绍旋转倒立摆系统上位机的设计方法，使用通信控件MSComm[2]与下位机通信，实现对旋转倒立摆的启停控制、旋转角度的监测，同时对系统的PID参数进行设置。详细介绍了应用程序的基本框架以及软件界面的资源组成，选取了典型的消息响应函数进行介绍，还将上位机与串口调试助手的通信结果显示出来。

1 旋转倒立摆系统结构

1.1 控制系统硬件结构

旋转倒立摆的结构如图1所示。电动机A固定在支架B上，通过转轴F驱动旋转臂C旋转。摆杆E通过转轴D固定在旋转臂C的一端，当旋转臂C在电动机A驱动下作往复旋转运动时，带动摆杆E在垂直于旋转臂C的平面作自由旋转。……