直线二级倒立摆系统
Linear Double Inverted Pendulum

      直线二级倒立摆模块附着于直线伺服单元上,以增加一个典型的倒立摆实验。
      在直线二级倒立摆受到干扰时设计一个控制保持其平衡,并与一级倒立摆进行比较。该试验可以应用在多级火箭的起飞和人体姿态变化系统的建模上。 
工作原理
      直线二级倒立摆模块是由铝制精密机械加工而成,短摆七英寸长,长摆12英寸长。该模块能很方便的连接到铝制小车上,摆杆可以绕小车上的轴做任意360°旋转运动。小铝车上的二级摆可以绕小车上的轴自由旋转运动,下摆通过小车上的轴与小车相联,上摆则通过下摆上的轴与下摆相连,两个摆的角位移通过编码器来测得。 
      小车由6V的直流电机通过齿轮和齿条机构来驱动。小车可以沿不锈钢导轨做往复运动,其位移通过一个额外的与电机齿轮啮合的齿轮测得。
 
实验组件(直线二级倒立摆)
组件
描述
设备
直线运动基本模块(IP02)
直线二级倒立摆模块
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
实验指导手册
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(直线二级倒立摆)
相关课程:
  • 状态反馈
  • 拉各朗日方程数学建模
  • 线性控制
  • LQR控制
  • 实时控制
  • Nyquist稳定性分析
  • 系统辨识
  • 多变量系统控制
  • 位置和速度控制
  • 系统建模与仿真
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
  • 摆杆有两个尺寸可以选择
  • 完全与MATLAB/Simulink及 LabVIE兼容
  • 直线二级倒立摆可附着在小车上
  • 快速连接
  • 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
直线二级倒立摆的质量
0.364
Kg
中摆质量(带T型联接头)
0.127
Kg
中摆长度(从连接轴心到顶部)
33.7
cm
短摆杆质量(带T型联接头)
0.097
Kg
短摆杆长度(从连接轴心到顶部)
20.0
cm
编码器铰链质量
0.14
Kg
IP02摆杆编码器精度
4096
Counts/rev