宣传资料-便携式倒立摆.docVIP

便携式倒立摆 REI-LIP-S 1.应用介绍: 倒立摆系统是一个非线性自然不稳定系统, 是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。许多抽象的控制概念如控制系统的稳定性、可控性、系统收敛速度和系统抗干扰能力等，都可以通过倒立摆系统直观的表现出来。除教学用途外，倒立摆系统的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合等特性使得许多现代控制理论的研究人员一直将它视为研究对象。他们不断从研究倒立摆控制方法中发掘出新的控制方法，并将其应用于航天科技和机器人学等各种高新科技领域。开发的直线运动倒立摆采用开放的控制解决方案和模块化的实验平台，全方位满足教学和研究需要。 特点: 1 一体化结构: 机械本体及控制器都放置在仪器箱中,体积小巧. 2.安装方便,系统可靠: 使用时只需要打开箱盖,插上网线,将摆杆固定杆竖起即可以使用,不需要其他安装工作. 3.系统可靠,信价比高: 由于选择都是工业上产品部件,器件不裸露,所以可靠性高,适合本科学生多批次重复使用,同时价格较低. 4.开放式平台,基础教学为主: 采用开放式结构,以WINDOWS平台为主,适合教学与研究需要;为配合本科自动控制理论课程实验需要,开设了一系列针对该课程的实验内容.实验内容丰富,贴切. 3.倒立摆的控制目标 　　倒立摆的控制问题就是使摆杆尽快地达到一个平衡位置，并且使之没有大的振荡和过大的角度和速度。当摆杆到达期望的位置后，系统能克服随机扰动而保持稳定的位置。 倒立摆的控制方法 倒立摆系统的输入为小车的位移（即位置）和摆杆的倾斜角度期望值，计算机在每一个采样周期中采集来自传感器的小车与摆杆的实际位置信号，与期望值进行比较后，通过控制算法得到控制量，再经数模转换驱动直流电机实现倒立摆的实时控制。直流电机通过皮带带动小车在固定的轨道上运动，摆杆的一端安装在小车上，能以此点为轴心使摆杆能在垂直的平面上自由地摆动。作用力u平行于铁轨的方向作用于小车，使杆绕小车上的轴在竖直平面内旋转，小车沿着水平铁轨运动。当没有作用力时，摆杆处于垂直的稳定的平衡位置（竖直向下）。为了使杆子摆动或者达到竖直向上的稳定，需要给小车一个控制力，使其在轨道上被往前或朝后拉动。 5.实验设备技术参数 序号 技 术 类 别 技术参数 1 运动参数 有效行程 420mm 最大速度 3m/s 摆杆长度 300mm 2 驱动方式 电机类型 直流伺服电机 控制模式 速度控制模式(模拟量) 控制方法 单板机+电机 传动方式 同步带 3 反馈参数 反馈通道 2个 反馈元气件 500线编码器 4 通讯方式 RS232/以太网 5 整机参数 电源 220V/1A 外型尺寸 620X350X200mm 重量 12KG 包装 铝合金仪器箱 6 标配附件 1 光盘 1张 2 3M网线 1根 3 220V电源线 1根 6.实验内容目录 为学校提供完整实验指导书，结合学校课程实际有选择的开设配套实验。 1．运动控制基础实验 1.1 编码器原理 1.2 编码器使用实验 1.3 电机控制概述 1.4 MATLAB SIMULINK环境下电机控制实现 1.5 DOS、WINDOWS环境下电机控制实现 2．直线一级倒立摆建模、仿真及实验 2.1 直线一级倒立摆物理建模和可控性分析 2.2 系统阶跃响应实验 2.3 直线一级倒立摆根轨迹控制实验 2.3.1 根轨迹分析 2.3.2 根轨迹校正及仿真 2.3.3 根轨迹校正实时控制实验 2.4 直线一级倒立摆频率响应控制实验 2.4.1 频率响应分析 2.4.2 频域控制器设计 2.5 直线一级倒立摆PID控制实验 2.5.1 PID控制分析 2.5.2 PID控制参数设定及仿真 2.5.3 PID控制实时控制实验 2.6 状态空间极点配置控制实验 2.6.1 状态空间分析 2.6.2 极点配置及仿真 2.6.3 极点配置控制实验 2.7 线性二次最优控制LQR控制实验 2.7.1 线性二次最优控制LQR基本原理及分析 2.7.2 LQR控制参数调节及仿真 2.7.3 直线一级倒立摆LQR控制实验 2.8 模糊控制实验 2.9 一级倒立摆自动摆起控制实验 深圳市元创兴科技有限公司 产品介绍