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嵌入式便攜設備
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嵌入式便攜設備

基于輕量化、在線學習、便攜式等方面的考慮,固高派動研發了基于云平臺虛擬環境的嵌入式便攜設備,實現了數字雙胞胎設計。其主要包括嵌入式直線電機一級倒立擺、嵌入式磁懸浮、嵌入式球桿系統和嵌入式直流伺服系統控制平臺四種。
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  基于輕量化、在線學習、便攜式等方面的考慮,固高派動研發了基于云平臺虛擬環境的嵌入式便攜設備,實現了數字雙胞胎設計。其主要包括嵌入式直線電機一級倒立擺、嵌入式磁懸浮、嵌入式球桿系統和嵌入式直流伺服系統控制平臺四種。

  借助于嵌入式便攜設備可以完成從虛擬機→云平臺虛擬仿真→實體機的相互循環機制。學校學生可以通過虛擬開發機進行運動控制開發學習,同時,可以在云平臺虛擬環境中看到與控制實物等效的控制效果。當掌握了運動控制開發后,可以通過遠程控制實體機,查看實體,避免虛擬仿真與實體脫離。因此,通過嵌入式平臺,可以為學校提供數字雙胞胎的平臺基礎,便于學生在線學習掌握運動控制技術。  ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?  云平臺界面   ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?云平臺——設備列表  ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?  Janus——球桿系統虛擬仿真

  嵌入式直線電機一級倒立擺

  直線倒立擺是一款經典的自動控制理論實驗裝置,適合自動控制及相關專業的本科、研究生等學習經典控制理論和現代控制理論之用。直線一級倒立擺是單入雙出系統,輸入量為小車的加速度,輸出量為擺桿角度和小車位移。通過設計控制器控制擺桿角度和小車位移,使學生理解和掌握自動控制理論的基本原理和應用方法;通過選擇不同方法,確定不同參數,觀察不同的實驗效果,可以深入理解控制方法之間的差異以及參數對控制系統性能指標的影響。

  實驗內容:

  1、 系統建模和穩定性分析

  2、 全狀態反饋控制

  3、 LQR控制

  4、 倒立擺自動起擺控制

  5、 神經網絡

  嵌入式磁懸浮

  利用磁力使物體處于無接觸懸浮狀態的設想是人類一個古老的夢想。但實現起來并不容易,磁懸浮技術是集電磁學、電子技術、控制工程、信號處理、機械學、動力學為一體的典型的機電一體化技術。隨著電子技術、控制工程、信號處理元器件、電磁理論及新型電磁材料的發展和轉子動力學的進展,磁懸浮技術得到了長足的發展。近年來,磁懸浮技術在很多領域得到廣泛的應用,如磁懸浮列車、主動控制磁懸浮軸承、磁懸掛天平、磁懸浮小型傳輸設備、磁懸浮測量儀器、磁懸浮機器人手腕、磁懸浮教學系統等。

  磁懸浮實驗裝置為研究、應用磁懸浮技術提供一個實驗平臺。實驗教程主要針對本科生、研究生學習應用經典控制理論、現代控制理論之用。磁懸浮系統本身的特點決定了他本身是一個不穩定系統,必須根據數據模型設計相應的控制器使系統穩定,因此更具創新性和挑戰性。

  實驗內容:

  1、 PID校正

  2、 根軌跡校正

  3、 頻域法校正

  4、 狀態反饋控制

  5、 系統建模和穩定性分析

  嵌入式球桿

  球桿系統是典型的單輸入、雙輸出系統,通過控制電機轉動從而使平衡桿產生傾斜角,小球開始沿平衡桿滾動。平衡桿上的線性電阻傳感器與電機上的編碼器分別檢測出小球的實際位置和電機實際位置,反饋給控制器計算出控制量,從而控制電動機的轉動位置,能夠使小球定位在平衡桿上的任意位置。

  實驗內容:

  1、 球桿系統數學建模及穩定性分析

  2、 球桿系統PID校正

  3、 球桿系統根軌跡校正

  4、 球桿系統頻域法校正

  5、 球桿系統狀態反饋

  6、 球桿系統LQR校正

  嵌入式直流伺服系統控制平臺

  在工業應用領域中,運動控制系統必須具備強抗擾動的能力來保證其運動狀態的穩定。直流伺服系統控制平臺GSMT2014為相關專業師生提供了該類應用的模擬平臺。實現過程為A伺服模擬外部阻力來給B伺服提供擾動信號,B伺服在擾動下保持狀態穩定,實現正常運行。

  實驗在系統轉動慣量和負載轉矩已知的前提下,首先通過專用軟件調整直流伺服驅動器的三環,包括電流環、速度環和位置環的增益。然后在上位機搭建速度環、位置環模型,調整增益。最終,使系統在不同慣量負載狀態下達到穩、準、快的期望性能指標。

  實驗內容:

  1、系統建模及穩定性分析實驗

  2、PID校正實驗

  3、根軌跡校正實驗

  4、頻域分析矯正實驗

  5、位置控制實驗

? ? ? ? 6、二階系統狀態反饋

  軟件:MATLAB/CCS、云平臺Janus,支持Win7 32位/64位,WIN10 64位等操作系統

產品列表:

名稱

型號

描述

嵌入式直線電機一級倒立擺

GLIP3001-LM-03-E2

直線伺服驅動,圓筒型直線電機

嵌入式直線電機一級倒立擺

GLIP3001-LM-02-E2

直線伺服驅動,U型直線電機

嵌入式直線一級倒立擺

GLIP2001-E2

交流伺服驅動,旋轉伺服電機

嵌入式磁懸浮

GML2001-E2

激光位移傳感器,電磁鐵

嵌入式球桿系統

GBB2004-E2

直流伺服電機

嵌入式直流伺服系統控制平臺

GSMT2014-E2

2套直流伺服電機

備注:嵌入式設備均帶有云平臺虛擬環境

  

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