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便携式倒立摆实验简?/p>
倒立摆装置被公认为是自动控制理论中的典型试验设备?/p>
是控制理论教学和科研中不?/p>
多得的典型物理模型。本实验基于便携式直线一级倒立摆试验系统研究其稳摆控制原理?/p>
1.1
主要实验设备及仪?/p>
便携式直线一级倒立摆实验箱
一?/p>
控制计算?/p>
一?/p>
便携式直线一级倒立摆实验软?/p>
一?/p>
1.2
便携式倒立摆系统结构及工作原理
便携式直线一级倒立摆试验系统总体结构如图
1
所示:
?/p>
1
便携式一级倒立摆试验系统总体结构?/p>
主体结构包括摆杆、小车、便携支架、导轨、直流伺服电机等。主体、驱动器、电源和
数据采集卡都置于实验箱内,实验箱通过一?/p>
USB
数据线与上位机进行数据交换,另有一
条线?/p>
220v
交流电源?/p>
便携式直线一级倒立摆的工作原理如图
2
所示:
?/p>
2
便携式一级倒立摆工作原理图
数据采集卡采集到旋转编码器数据和电机尾部编码器数据,
旋转编码器与摆杆同轴?/p>
?/p>
机与小车通过皮带连接?/p>
所以通过计算就可以得到摆杆的角位移以及小车位移,
角位移差?/p>
得角速度,位移差分可得速度,然后根据自动控制中的各种理论转化的算法计算出控制量?/p>
控制量由计算机通过
USB
数据线下发给伺服驱动器,由驱动器实现对电机控制,电机尾部
编码器连接到驱动器形成闭环,从而可以实现摆杆直立不倒以及自摆起?/p>

