QUANSER | 旋转柔性尺系统及其数字孪生

旋转柔性尺系统及其数字孪生

Rotary Flexible Link and QLabs Virtual Rotary Flexible Link

该系统与在大型空间结构中遇到的控制问题类似，其中大型空间是指重量受限、必须使用反馈技术来控制的柔性结构。柔性连杆是理想情况下对于机器人或航天器的柔性连接的模拟。此实验主要用于对振动的分析和研究。

工作原理：

柔性连杆模块是由一个连接在应变计固定端的薄不锈钢尺组成。模块安装在SRV02上，通过直流电机驱动柔性连杆固定端来使不锈钢尺运动。

应变计测量不锈钢尺尖端的偏移，将与不锈钢尺偏移成比例的模拟信号输出。

学生通过实验可以计算柔性连杆弹性，开发一个控制器使柔性连杆摆动时末端偏移最小化。

系统组成

组件	描述
设备	旋转伺服基础单元(SRV02) 柔性连杆模块
控制器设计环境	基于MATLAB/Simulink的QUARC软件或基于LabVIEW 的RCP Toolkit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
数据采集卡	Quanser Q2-USB、Q8-USB、QPIDe NI myRIO with Quanser Terminal Board NI Compact RIO with Quanser Q1-cRIO
功率放大器	Quanser VoltPAQ-X1
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

建模课题	控制课题
拉格朗日方程数学建模	线性二次型调节器
状态空间表示	振动控制
参数估计
模型验证

特点

高分辨率的应变计传感器测量不锈钢尺偏移
精密制造的零件和铝底盘
易于连接的线缆和连接器
完全兼容MATLAB/Sumulink和LabVIEW
完整的控制器文件和教学手册
开放式控制器设计，用户可以自由设计控制器

设备参数

设备尺寸（长×宽）	48 cm × 2 cm
柔性尺长度	41.9 cm
应变计偏压电源	±12 V
应变计测量范围	±5 V
应变计校准增益	2.54 cm/V
柔性尺重量	0.065 kg
柔性尺转动惯量	0.0038 kg.m²

旋转柔性尺系统数字孪生 QLabs Virtual Rotary Flexible Link

QLabs虚拟旋转柔性连杆是Quanser旋转柔性连杆系统的全仪表化、动态精确的数字孪生体。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测量和控制。借助QLabs虚拟旋转灵活链接，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。

课程内容设置

建模课题	控制课题
拉格朗日方程数学建模状态空间表示模型验证参数估计	线性二次型调节器振动控制

规格

应用程序下载	Quanser学术网站
操作系统	Microsoft Windows 10或更高版本
支持软件	MATLAB和Simulink R2021a或更高版本、python 3
最低系统	视频卡：Intel HD 520或等效DX11 GPU 处理器：Core i5-6300U系列或同等产品内存：8 GB RAM
建议系统	视频卡：Intel UHD 620或同等GPU 处理器：Core i7-8665U系列或同等产品内存：16 GB RAM

特点

模拟物理旋转柔性连杆的高保真、可靠的实验室体验
完全兼容MATLAB®/Simulink®
具备与ABET一致的课程

近期部分TOP文章

（旋转柔性尺系统）

2023年

期刊名称	论文名称	作者
IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica	Vibration control of an experimental flexible manipulator against input saturation	Z. Zhao, S. Cai, G. Ma, F. R. Yu

2022年

期刊名称	论文名称	作者
IEEE Transactions on Industrial Electronics	Time-Varying Trajectory Tracking Boundary Control of a Flexible Rotation Beam Based on Servomechanism \| IEEE Journals&Magazine \| IEEE Xplore	XuenaZhao; Zhijie Liu; ShuangZhang; Qing Li

2021年

期刊名称	论文名称	作者
IEEE/ASME Transactions on Mechatronics	Adaptive Event-Triggered Boundary Control for a Flexible Manipulator With Input Quantization	X. Zhao, S. Zhang, Z. J. Liu, J. Y. Wang, H. B. Gao