球桿系統(tǒng)是為自動控制、機械電子、電氣工程等的基礎控制課程而設計的教學實驗設備，因具有開環(huán)不穩(wěn)定的特性，需要設計控制器才能控制小球的位置，可滿足自動控制原理、現(xiàn)代控制工程等課程的實驗要求，也可以作為電機學、電機與拖動、模式識別等課程的實驗設備。

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)是一個典型的四連桿機構，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旋轉，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)采用直流伺服電機驅動，通過控制電機軸的轉角，就可以實現(xiàn)對橫桿角度的控制?？刂葡到y(tǒng)采用智能伺服運動控制器，它是基于新DSP 控制器技術的24-36V，3A全數(shù)字智能伺服驅動單元，可以控制直流無刷、有刷或永磁同步交流電機。通過直線位移傳感器采集小球的位置，控制器根據(jù)位置誤差計算控制量，控制電機軸的轉角，從而控制橫桿的角度，使小球穩(wěn)定到目標位置。

球桿系統(tǒng)實驗軟件采用嵌入式實時控制系統(tǒng)和MATLAB實時控制系統(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實時控制系統(tǒng)采用Simulink進行實時控制，方便用戶進行各項基礎實驗以及算法開發(fā)。

系統(tǒng)特點

1.外形美觀大方，開放式的機械和電氣結構。

2.系統(tǒng)運行簡單、易于操作、使用。

3.可以滿足本科教學實驗，課程設計，畢業(yè)設計以及算法研究等要求。

4.主要部件采用工業(yè)常用部件，系統(tǒng)運行，使用壽命長。

主要技術指標

控制行程:      400mm  

小球直徑:      30mm

控制:+1mm或-1mm    

電機額定功率:35W

同步帶減速比:4    

電源       :AC220V 50HZ 1A（可配AC110V）

重量       <10Kg    

長×寬×高:   600mm×300mm×400mm

模擬量控制系統(tǒng)：

該模擬量控制系統(tǒng)采用典型的運算放大器和驅動芯片以及信號發(fā)生電路，可以搭建典型的信號跟隨電路，PID控制電路，完成模擬量控制實驗。

主要實驗內(nèi)容：

4.信號跟隨與濾波處理。

5.典型環(huán)節(jié)的階躍響應實驗。

6.模擬P，PD，PID控制器實驗。

數(shù)字控制參考實驗內(nèi)容

1.系統(tǒng)建模，采用牛頓力學等方法對系統(tǒng)進行建模分析。

2.系統(tǒng)的開環(huán)響應特性分析。

3.PID控制器設計。

4.根軌跡控制器設計。

5.頻率響應控制器設計。

6.用戶自定義控制算法。

定購指南

產(chǎn)品代碼:GBB1004             

產(chǎn)品名稱:球桿系統(tǒng)     

產(chǎn)品描述:ABB--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

               S-UP-MAT    固高Simulink通用軟件實驗平臺

               AANA-1001  （可選配模擬量控制系統(tǒng)）

附：智能伺服模塊的主要技術特征

<1>內(nèi)嵌智能全數(shù)字伺服驅動單元

<2>適用于直流無刷、永磁同步交流和直流有刷電機

<3>應用IPM Motion Studio可以電機的快速設置，調整和運動編程

<4>強大的TML指令集用于定義和執(zhí)行運動程序

<5>16種可編程觸發(fā)器，能使運動模式實時改變

<6>自動子程序（TML中斷）用于監(jiān)控12種以上情況，如：保護觸發(fā)器，通訊或控制誤差等

<7>運動程序可由數(shù)字輸入觸發(fā)

<8>通過模擬輸入可在線進行運動參數(shù)的設定或調整

<9>通過對原點信號輸入（CAPH）或編碼器INDEX信號輸入(CAPI)進行位置俘獲。

<10>11個以上的通用數(shù)字I/O，可在TML級作為輸入或輸出進行編程

<11>2個輸入作為限位開關信號輸入

<12>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

<13> 四倍頻編碼器接口

<14>RS232，RS485串口通訊接口

<15>32K×16等待SRAM內(nèi)存，4K×16 EEROM用于存貯TML程序

<16>緊湊、開放的結構設計（64mm×104mm）

<17>標稱PWM轉換頻率：20KHZ，力矩環(huán)標稱刷新頻率：10KHZ，速度/位置環(huán)標稱刷新頻率：1KHZ

<18>電源電壓： 5V DC(邏輯)/12～36V(功放)，持續(xù)電流：3A，峰值電流：（長1秒）6.3A

<19>小負載電感：200μН

<20>運行環(huán)境溫度：0～50℃