便攜式倒立擺

1、深圳市元創(chuàng)興科技有限公司 產(chǎn)品介紹便攜式倒立擺 REI-LIP-S1。應(yīng)用介紹: 倒立擺系統(tǒng)是一個非線性自然不穩(wěn)定系統(tǒng)，是進(jìn)行控制理論教學(xué)及開展各種控制實(shí)驗(yàn)的理想實(shí)驗(yàn)平臺。許多抽象的控制概念如控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可控性、系統(tǒng)收斂速度和系統(tǒng)抗干擾能力等，都可以通過倒立擺系統(tǒng)直觀的表現(xiàn)出來。除教學(xué)用途外，倒立擺系統(tǒng)的高階次、不穩(wěn)定、多變量、非線性和強(qiáng)耦合等特性使得許多現(xiàn)代控制理論的研究人員一直將它視為研究對象。他們不斷從研究倒立擺控制方法中發(fā)掘出新的控制方法，并將其應(yīng)用于航天科技和機(jī)器人學(xué)等各種高新科技領(lǐng)域。2。產(chǎn)品說明:由元創(chuàng)興科技有限公司開發(fā)的便攜式一級直線倒立擺采用一體化設(shè)計結(jié)構(gòu)，開放的控制解

2、決方案和模塊化的實(shí)驗(yàn)平臺，全方位滿足本科生自動控制理論基礎(chǔ)課程的教學(xué)和研究需要。特點(diǎn): 1 一體化結(jié)構(gòu): 機(jī)械本體及控制器都放置在儀器箱中，體積小巧。 2。安裝方便，系統(tǒng)可靠: 使用時只需要打開箱蓋，插上連接線，將擺桿固定桿豎起即可以使用，不需要其他安裝工作。3。系統(tǒng)可靠，信價比高: 由于選擇都是工業(yè)上產(chǎn)品部件，器件不裸露，所以可靠性高，適合本科學(xué)生重復(fù)使用，同時價格較低。4。開放式平臺，基礎(chǔ)教學(xué)為主:采用開放式結(jié)構(gòu)，以WINDOWS平臺為主，適合教學(xué)與研究需要；為配合本科<自動控制理論>課程實(shí)驗(yàn)需要，開設(shè)了一系列針對該課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，貼切。3。倒立擺的控制目標(biāo)倒立擺

3、的控制問題就是使擺桿盡快地達(dá)到一個平衡位置（擺桿倒立位置），并且使之沒有大的振蕩和過大的角度和速度。當(dāng)擺桿到達(dá)期望的位置后，系統(tǒng)能克服一定的隨機(jī)擾動而保持在穩(wěn)定的位置。 4。倒立擺的控制方法倒立擺系統(tǒng)的輸入為小車的位移和擺桿相對的傾斜角度，計算機(jī)在每一個采樣周期中采集來自傳感器的小車的實(shí)際位置與擺桿的實(shí)際角度信號，與期望值進(jìn)行比較后，通過控制算法得到控制量，再經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換驅(qū)動直流電機(jī)運(yùn)動實(shí)現(xiàn)倒立擺的實(shí)時控制。直流電機(jī)通過皮帶帶動小車在固定的軌道上運(yùn)動，擺桿的一端安裝在小車上，能以此點(diǎn)為軸心使擺桿能在垂直的平面上自由地擺動。作用力u平行于導(dǎo)軌的方向作用于小車，使桿繞小車上的軸在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，小車

4、沿著水平導(dǎo)軌運(yùn)動。當(dāng)沒有作用力時，擺桿處于豎直向下位置。為了使桿子擺動或者達(dá)到豎直向上的穩(wěn)定，需要給小車一個控制力，使其在軌道上被往前或朝后拉動。1、PID實(shí)時控制圖2、LQR實(shí)時控制圖3、 Bang-Bang起擺實(shí)時控制圖4 能量起擺實(shí)時控制圖5。實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)參數(shù)序號技 術(shù) 類 別 技術(shù)參數(shù)1運(yùn)動參數(shù)有效行程 400mm最大速度 3m/s擺桿長度 300mm2驅(qū)動方式電機(jī)類型 直流伺服電機(jī)控制模式 速度控制模式(模擬量)控制方法 單板機(jī)+電機(jī)傳動方式 同步帶3反饋參數(shù)反饋通道 2個反饋元?dú)饧?500線編碼器4通訊方式 USB 端口5整機(jī)參數(shù)電源 220V/1A外型尺寸 620X350X200

5、mm重量 12KG包裝 鋁合金儀器箱6 標(biāo)配附件1 光盤 1張2 1.5 M USB數(shù)據(jù)線 1根3 220V電源線 1根 6。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容目錄為學(xué)校提供完整實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，結(jié)合學(xué)校課程實(shí)際有選擇的開設(shè)配套實(shí)驗(yàn)。l 實(shí)驗(yàn)一 運(yùn)動控制基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)u 擺桿角度測量實(shí)驗(yàn)u 電機(jī)位移試驗(yàn)l 實(shí)驗(yàn)二 便攜式直線一級倒立擺建模、仿真及實(shí)驗(yàn)u 倒立擺數(shù)學(xué)模型的牛頓力學(xué)推導(dǎo)u 詳細(xì)的simulink建模過程u 可控可觀性分析u 階躍響應(yīng)仿真l 實(shí)驗(yàn)三 根軌跡控制實(shí)驗(yàn)u 根軌跡校正方法u 校正的m文件u 仿真及實(shí)時控制l 實(shí)驗(yàn)四 頻率響應(yīng)控制實(shí)驗(yàn)u 頻率響應(yīng)校正方法u 校正的m文件u 仿真及實(shí)時控制l 實(shí)驗(yàn)五 PID控制實(shí)驗(yàn)u 位置式PID控制方法u 仿真調(diào)試及實(shí)時控制l 實(shí)驗(yàn)六 狀態(tài)空間極點(diǎn)配置控制實(shí)驗(yàn)u 極點(diǎn)配置方法u MATLAB求取、仿真及實(shí)時控制l 實(shí)驗(yàn)七 線性二次最優(yōu)控制LQR控制實(shí)驗(yàn)u LQR控制算法的實(shí)現(xiàn)機(jī)理u LQR參數(shù)求取的MATLAB程序、仿真及實(shí)時控制l 實(shí)