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概述
球桿系統分為執行系統和控制系統兩大組成部分。
執行系統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。執行系統采用直流伺服電機驅動，通過控制電機軸的轉角，就可以實現對橫桿角度的控制?？刂葡到y采用智能伺服運動控制器，它是基于最新DSP 控制器技術的24-36V，3A全數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，使小球穩定在目標位置。
球桿系統實驗軟件采用嵌入式實時控制系統和MATLAB實時控制系統，嵌入式數字控制系統采用IPM Motion Studio圖形化顯示界面。MATLAB實時控制系統采用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。
系統特點
- 外形美觀大方，開放式的機械和電氣結構。
- 系統運行簡單、易于操作、使用安全。
- 可以滿足本科教學實驗，課程設計，畢業設計以及算法研究等要求。
- 主要零部件采用工業常用零部件，系統運行可靠，使用壽命長。
系統模型
不考慮摩擦等因素的影響，該系統是一個典型的慣性系統，小球位置與電機輸出轉角的傳遞函數為：
主要技術指標
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有效控制行程
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400mm
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小球直徑
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30mm
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控制精度
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±1mm
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電機額定功率
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70W
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同步帶減速比
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4
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電源
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AC220V 50HZ 1A（可配AC110V）
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重量
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<10Kg
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長´寬´高
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530mm´200mm´332mm
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系統控制結構
控制軟件界面
IPM Motion Studio控制界面：
MATLAB控制界面：
數字控制參考實驗內容
- 系統建模，采用牛頓力學等方法對系統進行建模分析
- 系統的開環響應特性分析
- PID控制器設計
- 根軌跡控制器設計
- 頻率響應控制器設計
- 用戶自定義控制算法
該系統還可與模擬量控制系統搭配（詳見模擬量控制系統宣傳頁），主要參考實驗內容如下：
- 信號跟隨與濾波處理
- 典型環節的階躍響應實驗
- 模擬P、PD、PID控制器實驗
定購指南
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產品代碼
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產品名稱
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產品描述
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GBB1004
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球桿系統
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ABB-MB-1004 球桿系統本體
ABB-EB-1004 電控模塊
RL-S-UP-IPM IPM Motion Studio軟件開發平臺
RL-S-UP-MAT roblabSimulink通用軟件實驗平臺
AANA-1001 （可選配模擬量控制系統）
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GBB1014
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球桿系統與調速控制實驗平臺
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ABB-MB-1014 球桿系統與調速控制本體
ABB-EB-1014 電控模塊
RL-S-UP-IPM IPM Motion Studio軟件開發平臺
RL-S-UP-MAT RobLabSimulink通用軟件實驗平臺
RL-S-UP-LAB LabVIEW實驗軟件
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附：智能伺服模塊的主要技術特征
- 內嵌智能全數字伺服驅動單元
- 適用于直流無刷、永磁同步交流和直流有刷電機
- 應用IPM Motion Studio可以電機的快速設置，調整和運動編程
- 強大的TML指令集用于定義和執行運動程序
- 16種可編程事件觸發器，能使運動模式實時改變
- 自動子程序（TML中斷）用于監控12種以上情況，如：保護觸發器，通訊或控制誤差等
- 運動程序可由數字輸入觸發
- 通過模擬輸入可在線進行運動參數的設定或調整
- 通過對原點信號輸入（CAPH）或編碼器INDEX信號輸入(CAPI)進行精確位置俘獲。
- 11個以上的通用數字I/O，可在TML級作為輸入或輸出進行編程
- 2個專用輸入作為限位開關信號輸入
- 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
- 四倍頻編碼器接口
- RS232，RS485串口通訊接口
- 32K×16零等待SRAM內存，4K×16 EEROM用于存貯TML程序
- 緊湊、開放的結構設計（64mm×104mm）
- 標稱PWM轉換頻率：20KHZ，力矩環標稱刷新頻率：10KHZ，速度/位置環標稱刷新頻率：1KHZ
- 電源電壓： 5V DC(邏輯)/12～36V(功放)，最大持續電流：3A，峰值電流：（最長1秒）6.3A
- 最小負載電感：200μН
- 運行環境溫度：0～50℃
直流伺服的主要技術參數：
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