球杆控制系统

概述

用本设备可实现控制理论的位置控制，控制球在杆上的位置是控制理论的常规问题之一。球杆系统可用于从基本线性控制器到高级的非线性方法的各种控制系统设计实现，学生可以通过边做边学的方法来理解系统设计方法。由于模拟和现实世界实验之间的差异，它们可以区分线性化，假设和建模误差的影响，所有这些都可以同时看到。

由NI myRIO支持ACROME myCONTROL

球杆系统是ACROME myCONTROL产品系列的一部分，myCONTROL装置由NI LabVIEW使用NI myRIO嵌入式控制硬件控制。NI myRIO是一款嵌入式硬件设备，可向学生介绍经过行业验证的技术，使他们能够比以往更快，更实惠地设计真实，复杂的工程系统.

软件可以自定义，图形用户界面友好

基于NI LabVIEW的开源软件允许学生实现自己的控制器设计。预先设计的球杆模型和控制器可用于性能测量和观察基本控制器类型的响应。用户友好的用户图形界面包括“球– 杆”系统的3D模型和真实系统的图形数据和预先设计的模型。由于模拟系统和实际系统的图形演示，标准测试输入的稳态误差，正弦输入的相位差和幅度比可以很容易地被覆盖。

特征

1.已经组装好的控制平台，易于学生进行二次开发

2.适用于使用NI LabVIEW的线性和高级非线性控制方法

3.通过线性电位计检测球位置

4.通过无刷直流伺服电机驱动杆，这对学生来说很熟悉

5.使学生能够在NI myRIO平台上设计自己的实时控制器

6.开放式架构，提供广泛的课件，适用于与控制系统相关的工程学科的本科课程

课程

1.球和梁系统的组件

1）RC伺服电动机

2）电位计传感器

3）NI myRIO

4）电源箱

5）机械本体

2.PWM的基本原理

1）PWM 信号理论

2）用NI myRIO产生PWM 信号

3）用PWM信号驱动RC 伺服电机

3.控制系统的反馈

1）从电位计传感器读取球位置

2）微分滤波

4.系统建模

1）系统辨识方法

2）执行器的建模

3）获取设备的传递函数

5.性能度量

1）时域特性

2）稳态响应和稳态误差

6.控制系统设计

1）时间响应特征

2）PID控制器和模糊逻辑控制器

3）阶跃响应和稳态误差

7.控制系统验证

1）频率响应分析

2）实验Bode图

3）截止频率确定