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直线电机一级倒立摆

来源:微纳科技 点击数: 更新时间:2008-11-28 17:24:03

产品说明:
        我公司生产的直线电机倒立摆,填补了国内空白,具有国际领先水平。 传统的倒立摆系统由旋转电机通过皮带传动而驱动小车作直线运动,显然皮带的弹性变形和松紧程度及传动时的间隙是系统的不确定扰动因素,这为控制理论的研究带来不确定因素。
        我公司研制的由永磁直线电机驱动的倒立摆彻底改变了倒立摆的驱动方式,电机动子直接和倒立摆小车相连,并直接驱动小车作直线运动。
   直线电机倒立摆有以下特点:
    1. 高速性:可以大于1.5m/s
    2. 高加速性:实验时可以达到15m/s2
    3. 先进性:专利产品,具有国际先进水平
        目前,自动控制方面的课程几乎成为各工科专业的必修课。然而,自动控制理论比较抽象,很多概念学生不易理解,而倒立摆就是掌握这门课程的最佳实验工具,同时它也是进行自动控制理论研究的理想实验平台。
        由于直线电机倒立摆具有良好的动态特性,已经成为验证控制理论的新一代实验工具,是具有国际先进水平的控制理论教学和科研仪器。同时,由直线电机驱动的倒立摆结构简单明了,学生可直接观察到从驱动、执行部件到直线反馈部件的全貌,使学生更易接受。


系统特点:
    无间隙、无摩擦、建模仿真结果与实时控制的结果基本吻合;
    干扰小,尤其采用以色列ELMO 公司先进的驱动器作为直线电机的驱动器,电机输出力与控制电压严格成正比,能建立倒立摆系统精确的数学模型;
    方便的MATLABSimulink开发平台,同时控制系统完全开放,能使研究人员充分利用直线电机倒立摆平台及其基于TMS320F2812DSP的控制系统,开发周期短;
    直线电机倒立摆是由移动平台和倒立摆不见构成的,移动平台部分可直接采用我公司任意一款直线电机驱动平台,同时需要使用cSPACE控制卡和相应的控制软件。


产品图片:

 

  
直线电机一级倒立摆


直线电机一级倒立摆组件:

参数

一级直线电机倒立摆

二级直线电机倒立摆

摆杆长度(mm)
摆杆重量
(Kg)

一级杆

350/0.094

200/0.047

二级杆

/

350/0.094

连接块重量(Kg)

/

0.253

编码器底座重量(Kg)

0.38

0.38

移动部分重量总计(Kg)

2.369

2.669



直线电机一级倒立摆平台尺寸图:


直线电机一级倒立摆:

        本平台编号:WM1D512075-090-D
        直线电机型号:WMU512075-090
                其它电机型号请参考直线电机平台型号选择
        倒立摆组件选择:  一级倒立摆
        控制系统选择:直线电机驱动器+控制箱


直线电机倒立摆与传统倒立摆性能比较:

传统倒立摆 直线电机倒立摆
动力装置 旋转电机:需要传动机构把旋转动能转换为直线运动 直线电机:结构简单,不需要传动机构,被称为“零传动”
扰动因素 多:传动机构有间隙和摩擦,柔性带传动会有带的振动、伸缩以及延迟给系统引入噪声 无:无需传动机构;无间隙;无摩擦;建模仿真结果与实时控制的结果基本吻合
倒立摆模型 因为干扰的缘故,很难建立精确的数学模型,这对算法的验证带来不确定性因素 干扰小,尤其采用以色列ELMO公司先进的驱动器作为直线电机的驱动器,电机输出力与控制电压严格成正比,能建立倒立摆系统精确的数学模型
效果

精度 低:干扰因素多,误差大 高:误差微小
稳定性 较低:传动机构的迟滞,振动等使倒立摆无法达到平衡点 高:可以保持倒立摆,能达到平衡点不动

性能

较差:低速;低加速;动态性能差 优:高速;高加速;优越的动态性能
开发环境 控制系统不对用户开放,基本采用“C”语言进行开发,对于较少从事编 程的 老师和同学开发难度大,周期长 方便的MATLAB和Simulink开发平台,同时控制系统完全开放,能使研究人员充分利用直线电机倒立摆平台及其基于TMS 320F 2812DSP的控制系统,开发周期短
寿命 较短:传动机构因摩擦会使磨损加剧,倒立摆的数学模型易改变,为控制带来新的问题 长:零传动,几乎无磨损,对倒立摆的控制参数影响小

直线电机视频:

    直线电机一级倒立摆(自起摆)视频

    直线电机一级倒立摆(自起摆)长摆杆视频