二级倒立摆的组成及原理
毕业设计
第一章 倒立摆控制系统组成
§1.1 倒立摆本体
一. 倒立摆本体主要由以下几个部分组成： ? 基座
? 直流伺服电机 ? 同步带 ? 带轮 ? 滑竿 ? 摆杆 ? 角编码器
二级级摆角编码器二一级摆杆角编码器一小车基坐滑杆角编码器三电动机带轮同步带限位开关? 限位开关
图1-1 倒立摆本体
二. 电控箱内安装有如下主要部件：
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? 直流伺服驱动器 ? I/O接口板 ? 开关电源
? 开关、指示灯等电气元件
三. 控制平台主要由以下部分组成：
? 与IBM PC/AT机兼容的PC机（公司不提供），带PCI/ISA 总线插槽
? GT400-SV-PCI、GM400运动控制卡
? GT400-SV-PCI、GM400运动控制卡用户接口软件 ? 演示实验软件
§1.2 GT-400-SV四轴运动控制器简介
一.引言
GT-400-SV四轴运动控制器的核心由ADSP2181数字信号处理器和FPGA组成。它适用于广泛的应用领域，包括机器人、数控机床、木工机械、印刷机械、装配线、电子加工设备等。
GT-400-SV运动控制器以IBM-PC为主机，提供标准的ISA总线和PCI总线。同时提供RS232串行通讯和PC104通讯接口，方便用户配置系统硬件。该运动控制器提供C语言函数库实现复杂的控制功能，用户能够将这些控制函数灵活地与自己控制系统所需的数据处理、界面显示、用户接口等部分集
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成在一起，建造符合特定应用要求的控制系统,以适应各种应用对象的要求。使用该运动控制器，要求使用者必须具有C语言编程（在Windows环境下使用动态连接库）的经验。
GT-400-SV将四轴电机控制集成在同一运动控制器上，具有功能强、性能高、价格低、使用方便的特点，适用于模拟量控制及脉冲控制的交流或直流伺服电机、步进电机等多种控制场合。采用该运动控制器进行控制时，用
IBMPC-AT计算机
图 1.3 采用四轴运动控制器组成的
控制系统框图
户需要一台IBM-PC或其兼容机、一套运动控制器及配套的连接电缆和接口端子板、电机及驱动器和外部接口电源等硬件。这些部件之间的典型连接如图1.3所示。PC机通过主机通讯接口与GT-400-SV运动控制器交换信息。包括向运动控制器发出运动控制指令，并通过该接口获取运动控制器的当前状态和相关控制参数。运动控制器完成实时轨迹规划、位置闭环伺服控制、主机命令处理和控制器I/O管理。运动控制器通过编码器接口，获得运动位置反馈信息，通过四路模拟电压输出（或脉冲输出）接口控制伺服电机实现主机要求的运动。
运动控制器还提供八路限位开关（每轴二路）输入，四路原点开关（每轴一路）输入，四路伺服电机驱动器报警信号（每轴一路）输入，四路伺服
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