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直驱球杆系统

直驱球杆系统

球杆系统适用于机电类相关专业本科生、研究生学习机电控制系统设计,控制类相关专业本科生、研究生学习控制理论之用。球杆系统是一种典型的单输入、单输出系统,直驱电机的角度是输入量,小球的实际位置是输出量。小球可以在平衡杆上自由滚动,在平衡杆的凹槽内,有线性电阻传感器,可以检
测小球在平衡杆上的位置。当平衡杆偏离水平的位置后,在重力作用下,小球会沿平衡杆滚动。把小球的实际位置反馈给控制器,通过设计的控制器,计算产生合适的控制量,控制电机转动,使小球稳定在平衡杆的任意位置。




系统特点

新的结构设计采用DDR电机,替代原有同步带“减速机”设计,使物理结构更加接近数学建模。学生可以更好的理解机电系统的动态特性。新颖的外观设计可以更好的激发学生学习和实验的兴趣。

专业的工业设计,除了让产品具有精美的外观,同时也保证了产品的安全性。在实验过程中,小球始终处于受控状态。

学生可以学习和设计PID控制器、根轨迹控制器、频域调节法控制器等,并且在Matlab环境下进行实验。通过实际的控制效果,学生可以真正感受到自动控制理论的魅力。

系统提供了整套的实验对象和控制系统,以及在Matlab环境下的控制算法例程,除了这些已经具备的资源,学生可以搭建自己的DSP、ARM、FPGA、MCU等实时控制系统,并在球杆实验对象上进行验证。

 

控制系统组成结构

PC+Win7+Matlab7.0以上版本+控制器+磁悬浮本体

Matlab Simulink 直驱球杆PID控制示例

实验内容       

综合性实验

PID校正

 

设计性实验

根轨迹校正

频域法校正

状态反馈控制

验证性实验

系统建模和稳定性分析

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