1、深圳市元创兴科技有限公司 产品介绍便携式倒立摆 REI-LIP-S1.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。2.产品说明:由元创兴科技有限公司开发的便携式一级直线运动倒立摆采用一体化设计结构; 开放的
2、控制解决方案和模块化的实验平台，全方位满足本科生自动控制理论基础课程的教学和研究需要。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.实验内容丰深圳市元创兴科技有限公司 产品介绍富,贴切
3、.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。 4.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
4、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
5、 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 。深圳市元创兴科技有限公司 产品介绍5.实验设备技术参数序 号 技 术 类 别 技 术 参 数有 效 行 程 420mm最 大 速 度 3m/s1 运 动 参 数摆 杆 长 度 300mm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2 驱 动 方 式传 动
6、方 式 同 步 带反 馈 通 道 2 个3 反 馈 参 数反 馈 元 气 件 500 线 编 码 器4 通 讯 方 式 RS232/以 太 网电 源 220V/1A外 型 尺 寸 620X350X200mm重 量 12KG5 整 机 参 数包 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、WI
7、NDOWS 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 控制实验深圳市元创兴科技有限公司 产品介绍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
