球桿系統(tǒng)是為自動(dòng)控制、機(jī)械電子、電氣工程等的基礎(chǔ)控制課程而設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，因具有開(kāi)環(huán)不穩(wěn)定的特性，需要設(shè)計(jì)控制器才能控制小球的位置，可滿足自動(dòng)控制原理、現(xiàn)代控制工程等課程的實(shí)驗(yàn)要求，也可以作為電機(jī)學(xué)、電機(jī)與拖動(dòng)、模式識(shí)別等課程的實(shí)驗(yàn)設(shè)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(gè)典型的四連桿機(jī)構(gòu)，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(diǎn)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)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(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)控制電機(jī)軸的轉(zhuǎn)角，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)橫桿角度的控制。控制系統(tǒng)采用智能伺服運(yùn)動(dòng)控制器，它是基于新DSP 控制器技術(shù)的24-36V，3A全數(shù)字智能伺服驅(qū)動(dòng)單元，可以控制直流無(wú)刷、有刷或永磁同步交流電機(jī)。通過(guò)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(jì)算控制量，控制電機(jī)軸的轉(zhuǎn)角，從而控制橫桿的角度，使小球穩(wěn)定到目標(biāo)位置。

球桿系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)軟件采用嵌入式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)和MATLAB實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)控制系統(tǒng)采用Simulink進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，方便用戶進(jìn)行各項(xiàng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)以及算法開(kāi)發(fā)。

系統(tǒng)特點(diǎn)

1.外形美觀大方，開(kāi)放式的機(jī)械和電氣結(jié)構(gòu)。

2.系統(tǒng)運(yùn)行簡(jiǎn)單、易于操作、使用。

3.可以滿足本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)，課程設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)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(yùn)行，使用壽命長(zhǎng)。

主要技術(shù)指標(biāo)

控制行程:      400mm  

小球直徑:      30mm

控制:+1mm或-1mm    

電機(jī)額定功率:35W

同步帶減速比:4    

電源       :AC220V 50HZ 1A（可配AC110V）

重量       <10Kg    

長(zhǎng)×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(yùn)算放大器和驅(qū)動(dòng)芯片以及信號(hào)發(fā)生電路，可以搭建典型的信號(hào)跟隨電路，PID控制電路，完成模擬量控制實(shí)驗(yàn)。

主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

4.信號(hào)跟隨與濾波處理。

5.典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)。

6.模擬P，PD，PID控制器實(shí)驗(yàn)。

數(shù)字控制參考實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.系統(tǒng)建模，采用牛頓力學(xué)等方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模分析。

2.系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)響應(yīng)特性分析。

3.PID控制器設(shè)計(jì)。

4.根軌跡控制器設(shè)計(jì)。

5.頻率響應(yīng)控制器設(shè)計(jì)。

6.用戶自定義控制算法。

定購(gòu)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(kāi)發(fā)平臺(tái)

               S-UP-MAT    固高Simulink通用軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

               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(shù)特征

<1>內(nèi)嵌智能全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)單元

<2>適用于直流無(wú)刷、永磁同步交流和直流有刷電機(jī)

<3>應(yīng)用IPM Motion Studio可以電機(jī)的快速設(shè)置，調(diào)整和運(yùn)動(dòng)編程

<4>強(qiáng)大的TML指令集用于定義和執(zhí)行運(yùn)動(dòng)程序

<5>16種可編程觸發(fā)器，能使運(yùn)動(dòng)模式實(shí)時(shí)改變

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

<7>運(yùn)動(dòng)程序可由數(shù)字輸入觸發(fā)

<8>通過(guò)模擬輸入可在線進(jìn)行運(yùn)動(dòng)參數(shù)的設(shè)定或調(diào)整

<9>通過(guò)對(duì)原點(diǎn)信號(hào)輸入（CAPH）或編碼器INDEX信號(hào)輸入(CAPI)進(jìn)行位置俘獲。

<10>11個(gè)以上的通用數(shù)字I/O，可在TML級(jí)作為輸入或輸出進(jìn)行編程

<11>2個(gè)輸入作為限位開(kāi)關(guān)信號(hào)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(kāi)放的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（64mm×104mm）

<17>標(biāo)稱PWM轉(zhuǎn)換頻率：20KHZ，力矩環(huán)標(biāo)稱刷新頻率：10KHZ，速度/位置環(huán)標(biāo)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(zhǎng)1秒）6.3A

<19>小負(fù)載電感：200μН

<20>運(yùn)行環(huán)境溫度：0～50℃