球杆平衡系统及其数字孪生
Ball and Beam and QLabs Virtual Ball and Beam
      球杆平衡系统是用于研究多种不稳定闭环系统相关控制概念的理想实验平台。
 
工作原理
       球杆平衡系统由球杆模块和旋转伺服基础单元组成。球杆模块由自由滚动的金属球和相当于电位计的导轨组成,导轨可以输出与球的位置成比例的电压。导轨的倾斜角可以通过改变伺服电机的齿轮角控制。球杆模块也可以和远程传感器模块配对,球杆模块轨道上的球可以跟踪远程传感器模块上的球移动。
 
系统组件
组件
描述
设备
旋转伺服基础单元
球杆模块
控制器设计环境
基于MATLAB/Simulink的软件
文件资料
ABET标准的教师和学生手册
用户手册,快速启动
实时运行环境
Microsoft Windows®
或 NI Compact RIO、NI myRIO
完整的动态模型
Simulink预设控制器

实验课程
建模课题
控制课题
理论建模                                       
PID控制
传递函数表达式
多回路控制
线性化控制

模型验证


特点
  • 可选用主从配置,需额外配置球杆模块
  • 铝底盘和零件精密制造
  • 易于连接的线缆和连接器
  • 完全兼容MATLAB/Simulink
  • 完整的控制器文件和教学手册
  • 开放控制器设计,可以自由设计控制器
 

球杆平衡系统数字孪生  
     球杆平衡系统数字孪生是球杆平衡系统的一个完全仪器化、动态精确的数字孪生系统。它的操作方式与物理硬件相同,完全兼容MATLAB/Simulink,可以使用MATLAB/Simulink和其他开发环境进行虚拟球和梁的测量和控制。借助 球杆平衡系统数字孪生,您可以丰富传统实验室的讲座和活动,或将可信、真实的基于模型的实验室体验带入远程和在线控制系统课程。

特点
  • 具备物理实验室设备的高保真、可靠的实验室体验
  • 完全兼容MATLAB®/Simulink®
  • 与ABET一致的课程

实验课程
建模课题控制课题
理论建模                                       PID控制
传递函数表达式多回路控制
线性化控制
模型验证