三自由度陀螺系统是一个可进行旋转动力学研究的理想实验平台，涉及到实际应用中的高度控制，动量轮控制，导航制导，卫星姿态角控制，自主导航系统，以及陀螺仪相关产品的研究如智能手机，平板电脑等。通过本实验平台可以掌握：
此外三自由度陀螺仪系统还可以用于非线性控制，系统辨识等领域的研究。
工作原理
三自由度陀螺仪系统利用角动量原理来测量位置方向角度。本实验装置最内侧是一个惯量盘，安装于一个蓝色的万向节内，蓝色的万向节安装在一个红色的万向节内部，最外面是一个银色的矩形支架。银色的支架通过滑环固定在外壳上，可以沿着竖直方向任意角度转动。每个万向节之间也都通过滑环连接，从而使它们都可以自由地绕轴向转动。
本实验装置配有四个带编码器的直流电机，其中的三个电机驱动惯量盘和蓝色、红色万向节，第四个电机用来驱动最外层银色方框的转动。每个转动的角度都通过高精度编码器来测量。尽管万向节和外层银色框可以自由转动，装置也可以使它们固定在某一个角度不动。
系统特点
- 4 自由度测量与驱动系统
- 不同的颜色代表不同的自由度，易于区分
- 通过整个工作空间进行机械平衡
- 高分辨率光学编码器
- 通过滑环使得每个自由度都可以无限转动
- 各轴都有电机直接驱动以减少摩擦
- 完全兼容 MATLAB®/Simulink® 的控制环境
- 开放机构设计使用户方便地将自己的控制器在装置上实现并验证
技术指标
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装置尺寸 (W x L x H)
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70 cm x 50 cm x 50 cm |
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总质量
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27.3 kg |
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惯量盘编码器精度(倍频后)
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4096 count/rev
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万向节/外框编码器精度(倍频后)
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4000 count/rev |
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惯量盘电机输出功率
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44.5 W
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万向节/外框电机输出功率
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266 W |
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转子质量
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1.91 kg |
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转子直径
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0.152 m |
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转子厚度
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0.0127 m |
沪公网安备 31011202011813号