直驱球杆系统

磁悬浮系统

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电机驱动试验箱

产品介绍


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。由于驱动球杆系统需要较大的力矩,所以传统直流电机会发热严重,并且驱动器体积较大。固高派动优化了控制模型,推出了直驱伺服电机,替代原有直流电机+减速机的结构,更适合球杆系统设计实验需求。

 固高派动新型球杆系统DDBB1001采用先进的DDR马达,采用减速机代替之前使用的同步带传动机构,与数学建模更加吻合,让学生在进行仿真的操作时可以更加接近真实控制对象。同时取消同步带结构也使得系统稳定性和可靠性更高。

系统特性


●  新的结构设计采用DDR马达,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。

  固高派动的球杆实验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。

控制原理


 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。下图为PID控制器的Matlab控制界面。

Matlab Simulink 直驱球杆PID控制示例

实验内容


● 系统建模和稳定性分析

PID校正

根轨迹法校正

频域法校正

状态反馈

● LQR校正

订购指南


 

产品名称

产品型号

产品参数

直驱球杆系统

DDBB1001

运动控制器:通过CE认证,PCI插卡式,可控制轴数4轴,控制伺服周期为125um,插补周期250umPID控制周期125um,编码器采样周期125um,模拟量输出刷新周期125um,脉冲最大输出频率1MHz;轴通道增量式编码器输入4路,四倍频,最大频率8MHz;辅助增量式编码器输入4路,四倍频,最大频率8MHz;模拟量输入8路,输入范围±10V,分辨率12bit,模拟量输出4路,输出范围±10V,分辨率16bit;数字量输入16路,光耦隔离,输入电压+12~+24DCV,输入电流3.7~7.6mA,隔离电压5000V RMS;数字量输出16路,最大输出电流30mA;每轴带专用的正负限位、Home信号、驱动报警信号、驱动使能信号,驱动复位信号及编码器Index高速捕获信号;提供运动控制DOS系统下的函数库,Windows系统下的VCVBDelphi动态链接库,支持S-曲线模式、梯形曲线模式、速度控制模式及电子齿轮模式,支持点位运动、同步运动、PT运动、PVT运动、多轴同步运动、圆弧插补运动及直线运动及多轴协调运动轨迹速度规划。

本体:外形尺寸:448mm×130mm×270mm;镀银小球直径30mm,小球有效控制行程400mm;小球位置控制精度:±1mm,精度±0.5%;驱动方式:DDR马达,电机连续扭矩1.5N,峰值扭矩4.5N,连续功率100W,最大功率400W,极数14,连续电流2.5A,;线性电阻尺长度400mm;

提供软件:Windows7 32位操作系统,基于Matlab/Simulink的GTBOX工具包及ServoStudio软件

配置电脑要求:Windows XP/Windows 7 32位/64位,带1个空闲PCI插槽(电脑非标配,需客户自购)

 

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