直线倒立摆系统
Linear Servo Base Unit with Inverted Pendulum

      一级直线倒立摆系统可以用来做各种实验,包括经典的倒立摆实验,学生必须设计控制系统使单摆保持在垂直倒立状态,同时使小车跟踪期望的轨迹。三个使用倒立摆的实验:吊机实验,一级直线倒立摆,和自举倒立摆。
      本实验类似于搬运一个摆动重物的龙门吊。在这种情况下,该车代表龙门平台和起重机的摆杆。学生可以学习当车到达不同位置时如何减缓摆杆向下的摆动。
通过直线一级倒立摆实验,学生可以学习设计控制系统使摆杆从下垂位置通过小车的来回运动达到垂直倒立状态并在其后保持在垂直倒立状态,还可以掌握解决实际问题的能力,如处理机械和航天工程的问题。
 
工作原理
直线倒立摆系统是基于由一个由直流电动机驱动的小车,通过齿条和小齿轮机构组成的直线伺服系统,保证了连续和连续的牵引。该车配有一个旋转的金属轴,可以连接一个自由转动摆杆。
 
实验组件(直线一级倒立摆
组件
描述
设备
直线运动基本模块(IP02)
12或24英寸长的单摆模块
控制软件
Quanser QUARC® add-on for MATLAB®/Simulink®
Quanser Rapid Control Prototyping (RCP) Toolkit® add-on for NI LabVIEW™
相关指导书
教师实验手册
学生实验手册
用户使用手册
Quick 入门指导书
运行环境
Microsoft Windows® 或 NI Compact RIO
数据采集卡
Quanser Q2-USB, Q8-USB, QPID/QPIDe, NI PCI/PCIe DAQ device or Quanser Q1-cRIO
功率放大器
Quanser VoltPAQ-X1
其它
全面的动力学模型
使用Simulink®设计控制器
使用LabVIEW™设计控制器
 
系统说明(直线一级倒立摆).
 
相关课程:
  • 根轨迹设计
  • 状态反馈
  • 拉各朗日方程数学建模
  • 线性控制
  • 基于变量的非线性控制
特点
  • 高精度光电编码器来测量位移
  • 紧密加工的坚固铝车以及零件
  • 完全与MATLAB/Simulink及 LabVIE兼容
  • 摆杆长度可变
  • 快速连接
  • 在直线伺服单元上安装倒立摆简单方便
  • 开放式结构设计,用户可根据使用需求自行设计控制器
  • 详尽的系统物理参数及用Maple语言建立的系统数学模型
 
设备规格:
规格
数值
单位
中长摆质量(带T型联接头)
0.127
Kg
中长摆长度(从连接轴心到顶部)
33.7
cm
长摆质量(带T型联接头)
0.23
Kg
长摆长度(从连接轴心到顶部)
64.1
cm
IP02摆杆编码器精度
4096
Counts/rev