| IP01/02概述 |
| IP01和IP02直线运动伺服装置是Quanser直线运动系列的基本模块。它们是理想的研究控制理论和方法的原理平台，具有操作 |
| 方便、效果直观等特点。装置中通过直流电机来驱动小车，然后利用齿轮和齿条机构来使小车做连续直线运动。小车上还附加有 |
| 一个旋转关节，可以连接一个自由旋转的摆。在IP01中，小车位移和摆的角度通过电位计测得；而在IP02中，它们是通过编码器 |
| 来测得，因此利用IP02组成的单摆系统中，摆可以自由下垂在小车前面，以便完成自举控制和机架实验。 |
| |
| 本系统面向研究的实验包括 |
| ● 位置伺服控制系统 |
● 直线柔性关节 |
● 杠杆上的倒立摆系统 |
| ● 直线一级倒立摆 |
● 柔性关节上的单级倒立摆 |
● 一层AMD |
| ● 单摆机架 |
● 杠杆系统 |
● 两层AMD |
| ● 直线一级自举倒立摆 |
● 杠杆上的柔性关节 |
● 三级倒立摆系统 |
| ● 直线二级倒立摆 |
● 直线柔性一级倒立摆 |
|
| |
|
|
|
| |
| 系统主要特点 |
| ● 完全与MATLAB/Simulink兼容 |
● 紧密加工的坚固铝车 |
| ● 模块化设计（方便更换以进行不同的实验） |
● 详尽的系统物理参数 |
| ● 高质量的直流电机和减速箱 |
● 详细的用Maple语言建立的系统数学模型 |
| ● IP02中有高精度光电编码器来测量位移 |
● 小车负载可变 |
| ● IP01中用10圈电位计来测量小车位移 |
● 摆杆长度可变 |
| ● IP01中用单圈电位计测量倒立摆角位移 |
● 开放式结构 |
|
| |
| 面向的相关研究 |
| ● 位置和速度控制 |
● 根轨迹设计 |
| ● 抗扰性分析 |
● Nyquist稳定性分析 |
| ● 跟踪控制和调节控制 |
● 硬件在回路中的仿真 |
| ● PID控制器设计 |
● 闭环实时控制 |
| ● 超前/滞后补偿 |
● 离散时间采样系统 |
| ● 状态反馈 |
● 系统辨识 |
| ● 系统建模和仿真 |
● 多变量系统控制 |
| ● 频域分析 |
● 相位裕度和增益裕度 |
|
| |
| 研究实验系统的组成 |
| IP01和IP02都是Quanser直线运动控制系列的基本伺服单元。Quanser公司的模块化设计使你能够在IP01和IP02模块上附加不同 |
| 的模块来组成不同的研究系统。 |
| >单输入单输出系统 |
>多输入多输出系统 |
| IP01/IP02 ：位置/速度控制模块 |
| SEESAW-PENDULUM：倒立摆模块置于由两个 |
| 杠杆模块并联连接构成的装置上组成的杠杆－倒 |
| 立摆系统 |
|
 |
| SIP：直线一级摆杆 |
 |
| IP01/IP02+SIP： 直线一级倒立摆 |
 |
| IP02+SESIP： 直线一级自立倒立摆 |
 |
| >SLFJ： 直线一级柔性关节 |
| >SLFJ＋SIP： 直线一级柔性关节上的倒立摆 |
>DLFJ： 直线二级柔性关节
|
|
| >SEESAW： 杠杆系统 |
| >SEESAW＋SLFJ： 杠杆上的直线一级柔性关节 |
| >FIP： 直线柔性倒立摆 |
|
| DBIP： 直线二级倒立摆杆 |
 |
| IP02+DBIP： 直线二级倒立摆杆 |
| |
| >AMD-1： 一层主动质量阻尼器 |
|
|
| 模块类型： |
| >模块型号 |
>描述 |
| >IP01模块 |
>小车位移利用10圈电位计来测量，摆的角度由单圈电位计测量 |
| >IP02模块 |
>通过两个增量式光电编码器分别测量小车位移和摆的角度。摆杆可以自由悬垂于小>>>车前面，更方便地组合出更多的系统。 |
|
| |
| 典型实验响应曲线：PD控制器闭环系统中位置的实际响应和理论仿真曲线 |
 |
| |
| 相位滞后校正控制器闭环系统中位置的实际响应和理论仿真曲线 |
 |
| |
| 系统需求 |
| IP01和IP02需要如下组件一起来组成完整的实验系统 |
| |
| >组件 |
>Quanser标准配置 |
>替换选择 |
| >电源/功放 |
>Quanser UPM 1503/2405 |
>至少为＋/-24V，5A的电源/功率放大模块 |
| >HIL控制卡 |
>Quanser Q8系列 |
|
| >控制软件 |
>Quanser WinCon |
|
|
| |
 |
| |
| 系统详细规格参数 |
| >参数名称 |
>参数值 |
>单位 |
| >小车体积 |
>10×14×9 |
>cm3 |
| >导轨总长 |
>1.02 |
>m |
| >小车行程 |
>0.814 |
>m |
| >小车重量 |
>0.5 |
>kg |
| >额定电压 |
>6 |
>Volts |
| >电机转矩常数 |
>0.00676 |
>nm/A |
| >行星齿轮变速箱减速比 |
>3.71 |
|
| >长摆质量 |
>0.23 |
>kg |
| >中长摆质量 |
>0.127 |
>kg |
| >长摆长度 |
>0.6413 |
>m |
| >中长摆长度 |
>0.3365 |
>m |
| >IP01倒立摆角度角度范围 |
>±32 |
>deg |
| >IP01小车电位计输入电压 |
>±12 |
>Volts |
| >IP01小车电位计测量电压范围 |
>±5 |
>Volts |
| >IP01小车电位计灵敏度 |
>0.0931 |
>m/V |
| >IP01倒立摆电位计灵敏度 |
>0.2482 |
>m/V |
| >IP02小车编码器精度 |
>22.8 |
>μm/count |
| >IP02摆杆编码器精度 |
>4096 |
>Counts/Rev. |
|
| |
| （THE END） |
