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概述
球桿系統(tǒng)是為自動(dòng)控制、機(jī)械電子、電氣工程等專業(yè)的基礎(chǔ)控制課程而設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，因具有開環(huán)不穩(wěn)定的特性，需要設(shè)計(jì)控制器才能控制小球的位置，可滿足自動(dòng)控制原理、現(xiàn)代控制工程等課程的實(shí)驗(yàn)要求，也可以作為電機(jī)學(xué)、電機(jī)與拖動(dòng)、模式識(shí)別等課程的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
球桿系統(tǒng)分為執(zhí)行系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩大組成部分。
執(zhí)行系統(tǒng)是一個(gè)典型的四連桿機(jī)構(gòu)，橫桿由一根帶刻度的不銹鋼桿和一根直線位移傳感器組成，可以繞其左邊的支點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，通過控制橫桿的角度，就可以控制小球的在橫桿上的位置。執(zhí)行系統(tǒng)采用直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過控制電機(jī)軸的轉(zhuǎn)角，就可以實(shí)現(xiàn)對橫桿角度的控制。控制系統(tǒng)采用智能伺服運(yùn)動(dòng)控制器，它是基于最新DSP 控制器技術(shù)的24-36V，3A全數(shù)字智能伺服驅(qū)動(dòng)單元，可以控制直流無刷、有刷或永磁同步交流電機(jī)。通過直線位移傳感器采集小球的位置，控制器根據(jù)位置誤差計(jì)算控制量，控制電機(jī)軸的轉(zhuǎn)角，從而控制橫桿的角度，使小球穩(wěn)定到目標(biāo)位置。
球桿系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)軟件采用嵌入式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)和MATLAB實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，嵌入式數(shù)字控制系統(tǒng)采用IPM Motion Studio圖形化顯示界面。MATLAB實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)采用Simulink進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，方便用戶進(jìn)行各項(xiàng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)以及算法開發(fā)。
主要技術(shù)指標(biāo)
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有效控制行程
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400mm
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小球直徑
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30mm
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控制精度
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±1mm
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電機(jī)額定功率
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35W
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同步帶減速比
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4
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電源
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AC220V 50HZ 1A（可配AC110V）
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重量
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<10Kg
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長´寬´高
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600mm´300mm´400mm
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系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)
控制軟件界面
IPM Motion Studio及MATLAB控制界面
模擬量控制系統(tǒng)：
該模擬量控制系統(tǒng)采用典型的運(yùn)算放大器和驅(qū)動(dòng)芯片以及信號(hào)發(fā)生電路，可以搭建典型的信號(hào)跟隨電路，PID控制電路，完成模擬量控制實(shí)驗(yàn)。
主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
- 信號(hào)跟隨與濾波處理。
- 典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)。
- 模擬P，PD，PID控制器實(shí)驗(yàn)。
數(shù)字控制參考實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
- 系統(tǒng)建模，采用牛頓力學(xué)等方法對系統(tǒng)進(jìn)行建模分析。
- 系統(tǒng)的開環(huán)響應(yīng)特性分析。
- PID控制器設(shè)計(jì)。
- 根軌跡控制器設(shè)計(jì)。
- 頻率響應(yīng)控制器設(shè)計(jì)。
- 用戶自定義控制算法。
定購指南
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產(chǎn)品代碼
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產(chǎn)品名稱
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產(chǎn)品描述
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GBB1004
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球桿系統(tǒng)
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ABB-MB-1004 球桿系統(tǒng)本體
ABB-EB-1004 電控模塊
S-UP-IPM IPM Motion Studio軟件開發(fā)平臺(tái)
S-UP-MAT 固高Simulink通用軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
AANA-1001 （可選配模擬量控制系統(tǒng)）
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附：智能伺服模塊的主要技術(shù)特征
- 內(nèi)嵌智能全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)單元
- 適用于直流無刷、永磁同步交流和直流有刷電機(jī)
- 應(yīng)用IPM Motion Studio可以電機(jī)的快速設(shè)置，調(diào)整和運(yùn)動(dòng)編程
- 強(qiáng)大的TML指令集用于定義和執(zhí)行運(yùn)動(dòng)程序
- 16種可編程事件觸發(fā)器，能使運(yùn)動(dòng)模式實(shí)時(shí)改變
- 自動(dòng)子程序（TML中斷）用于監(jiān)控12種以上情況，如：保護(hù)觸發(fā)器，通訊或控制誤差等
- 運(yùn)動(dòng)程序可由數(shù)字輸入觸發(fā)
- 通過模擬輸入可在線進(jìn)行運(yùn)動(dòng)參數(shù)的設(shè)定或調(diào)整
- 通過對原點(diǎn)信號(hào)輸入（CAPH）或編碼器INDEX信號(hào)輸入(CAPI)進(jìn)行精確位置俘獲。
- 11個(gè)以上的通用數(shù)字I/O，可在TML級作為輸入或輸出進(jìn)行編程
- 2個(gè)專用輸入作為限位開關(guān)信號(hào)輸入
- 3路模擬輸入用于外部參考值、反饋和力矩限制或作為通用模擬輸入
- 四倍頻編碼器接口
- RS232，RS485串口通訊接口
- 32K×16零等待SRAM內(nèi)存，4K×16 EEROM用于存貯TML程序
- 緊湊、開放的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（64mm×104mm）
- 標(biāo)稱PWM轉(zhuǎn)換頻率：20KHZ，力矩環(huán)標(biāo)稱刷新頻率：10KHZ，速度/位置環(huán)標(biāo)稱刷新頻率：1KHZ
- 電源電壓： 5V DC(邏輯)/12～36V(功放)，最大持續(xù)電流：3A，峰值電流：（最長1秒）6.3A
- 最小負(fù)載電感：200μН
- 運(yùn)行環(huán)境溫度：0～50℃
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