陀螺仪控制平台是一个基于角动量守恒原理测量或保持航向的设备（平衡或保持一个参考方向）。
陀螺仪适用于研究陀螺特性和控制实验，以及旋转动力学的教学。实际应用在汽车导航陀螺仪。可以配置类似船舶导航仪的导航控制的实验，研究卫星导航理论，让学生设计一个回路控制器检测陀螺偏移或者使其保持一个参考方向。
工作原理
陀螺仪模块由一个旋转的圆盘安装在双层框架中，以旋转伺服基础单元（SRV02）为底座。圆盘安装在可变换角度的内部框架中由直流电机驱动，内部框架通过两端的两个轴连接到外部的框架上。外部框架的轴和蓝色的框架之间安装了编码器，用于测量蓝色框架绕轴旋转的角度，也就是圆盘的倾斜角。
将旋转伺服基础单元（SRV02）安装在两张板叠层的结构上，每张板都可以自由转动。这样可以手动使陀螺仪模块相对于固定平面旋转，用于模拟陀螺仪外部干扰。当陀螺控制器运行时，手动转动底板，SRV02会保持方向。
系统组成
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组件
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描述
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设备
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Servo Base Unit (SRV02)
陀螺仪模块 |
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控制器设计环境
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基于MATLAB/Simulink的QUARC软件
或基于LabVIEW 的RCP Toolkit软件 |
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文件资料
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ABET标准的教师和学生手册
用户手册，快速启动指南 |
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实时运行环境
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Microsoft Windows® or NI CompactRIO |
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数据采集卡
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Quanser Q2-USB、Q8-USB、QPIDe NI CompactRIO with Quanser Q1-cRIO or NI myRIO with Quanser Terminal Board |
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功率放大器
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Quanser VoltPAQ-X1
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完整的动态模型
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完整的动态模型
Simulink预设控制器
LabVIEW预设控制器 |
课程内容设置
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建模课题
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控制课题 |
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第一原理建模
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导航设计 |
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传递函数
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PID控制 |
特点
- 高分辨率的编码器测量圆盘的倾斜角
- 直流电机驱动的大惯性圆盘
- SRV02安装在一个双板结构上用于模拟干扰
- 模块易于固定到旋转私服
- 易于连接的线缆和连接器
- 完全兼容MATLAB®/Simulink®和LabVIEW™
- 全面的系统模块文件以及MATLAB，Sinmulink，LabVIEW和Maple的参数设置
- 开放结构设计，可以自己设计控制器
设备参数
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电机转矩常数 |
2.02 N.m/A |
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电机电枢电阻
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5.3 Ω |
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电枢电感
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0.580 mH |
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电机额定电压
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12 V |
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电机电枢转动惯量
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1.4*10-6 kg.m² |
工作电流
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0.23 A |
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飞轮半径
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0.0508 m |
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飞轮质量 |
0.8 kg |
| 弹簧刚度 | 1.9089 × 10³ N/m |
沪公网安备 31011202011813号