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直线电机倒立摆

来源:微纳科技 点击数: 更新时间:2009-7-4 12:08:54

产品说明:

    直线电机倒立摆是将直线电机精密控制平台于倒立摆结合,由直线电机动子直接和倒立摆小车相连,病直接驱动小车做直线运动。用直线电机驱动道理爱,是倒立摆实现形式的一种创新,由于直线电机驱动方式不存在传统旋转伺服电机所带来的防线间隙等特性,具有良好的动态特性。

主要特点:

    直线电机倒立摆不需要传动机构,被称为“零传动”,几乎无磨损,对倒立摆的控制参数影响小;
    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TMS320F2812DSP的控制系统,开发周期短。  

可以做的实验:
    典型线性环节的模拟
    二阶系统的节约响应
    一阶系统的时域响应及参数测定
    二阶系统的瞬态响应分析
    PID控制器的动态性能
    控制系统的动态校正
    极点配置控制实验
    最优控制LQR实验

主要性能:
    直线电机平台模块
    直线运动行程:380 mm
    直线反馈光栅分辨率:5 um
    最大直线运动速度:1 m/s
    重复定位精度:≦ 5 um

 

倒立摆系统模块
   
一级摆组件、软件系统
    二级摆组件、软件系统

伺服驱动模块:
    配备Elmo数字伺服驱动器两套

主要性能为:
    直流供电,额定5A,60V,功率240W
    电流环采样频率:最大16KHz
    速度环采样频率:最大8KHz
    位置环采样频率:最大4KHz
    三环参数均可以通过自动和手动调节
    编码器计数频率:20MHz

DSP硬件在回路控制模块:
    主处理器采用TI的TMS320F2812 DSP,处理能力150MIPS
    带有JTAG接口的仿真器,用户可直接开发DSP2812处理器
    可同时控制三台伺服电机(直线,交流或直流伺服)
    四路光栅编码器输入,其中两路工作频率为30MHZ,另两路为8MHZ
    8路12位200K同步输入AD,输入电压为:0~+3.3V,转换时间为250ns
    2路12位100K DA同步输出,带硬件输出滤波,输出电压为:0V~+4V或±10V双极性增幅电压输出
    1路16位100K DA同步输出,带硬件输出滤波,支持±10V双极性电压输出
    6路IO输入,5V TTL电平
    2路IO输出,5V的TTL电平
    2路16位PWM输出,可用于电机控制
    2路RS232串口, 1路增强型CAN接口
    多达56个可单独编程的复用口,亦可用作通用I/O 口
    带有JTAG接口的仿真器,用户可直接开发DSP2812处理器

实时仿真控制软件模块:
    模块化快速搭建控制器
    MATLAB和SIMULINK相联
    可实时调节参数
    可以图形形式显示和实时观测变量
    实时图形显示参数调节后的响应
    存储响应和显示图型数据

实时电机驱动参数调节软件模块:
   
建立驱动器与主机通讯联系,可用232或CANOpen方式
    编码器特性设置
    实时调节电流环
    实时调节速度环
    实时调节位置环
    实时显示调节后的响应曲线
    速度及加速度设置
    6 路IO输入和2路IO输出
    曲线跟踪运行
    编程控制电机的运行