旋转一级倒立摆系统
Rotary Inverted Pendulum

       旋转一级倒立摆模块可以让学生了解经典倒立摆问题,通过旋转或改变底座的角度平衡一个垂直的摆杆。
       倒立摆模块安装在旋转伺服基础单元(SRV02)上,可以完成倒立摆的平衡和起摆两种控制实验。
       模块用于研究实际机械和航天工程问题。可以设计一个控制器控制电机,通过旋转或改变角度平衡倒立摆,或者将一个杆摆动起来并保持在垂直的位置,典型的应用是两轮自平衡电动车。
 
工作原理
       旋转倒立摆模块由旋转臂和摆杆组成,臂的两端分别是支点和金属轴,摆杆缠在金属轴上,支点安装在SRV02负载齿轮上。金属轴安装了一个高分辨率光电编码器用于测量摆杆的角度。
 
系统组成 
组件
描述
设备
Servo Base Unit (SRV02)
旋转倒立摆模块
控制器设计环境
基于MATLAB/Simulink的QUARC软件
或基于LabVIEW 的RCP Toolkit软件
文件资料
ABET标准的教师和学生手册
用户手册,快速启动指南
实时运行环境
Microsoft Windows®
数据采集卡
Quanser Q2-USB
功率放大器
Quanser VoltPAQ-X1
完整的动态模型
Simulink预设控制器
LabVIEW预设控制器
 
 
系统详述
课程内容设置
建模课题
控制课题
线性化  
状态空间表达式                                                                              
极点配置
振动控制
能量控制/非线性控制
特点

l 高分辨率编码器测量旋转臂和摆杆的角度;

l 坚固底盘和制造精良零件

l 模块易于固定到SRV02上

l 容易连接的线缆和连接器;

l 完全兼容MATLAB/Sumulink和LabVIEW

l 全面的系统模块文件以及MATLAB,Sinmulink,LabVIEW和Maple的参数设置

l 开放结构设计,可以自己设计控制器。

 
设备参数
参数
单位
旋转臂长度
21.6
cm
摆杆长度
33.7
cm
旋转臂重量
0.257
kg
摆杆重量
0.127                 
kg
编码器分辨率
4096
counts/rev