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傳統倒立擺
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直線電機倒立擺
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動力裝置
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旋轉電機:需要傳動機構把旋轉動能轉換為直線運動
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直線電機:結構簡單,不需要傳動機構,被稱為“零傳動”
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擾動因素
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多:傳動機構有間隙和摩擦,柔性帶傳動會有帶的振動、伸縮以及延遲給系統引入噪聲
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無:無需傳動機構;無間隙;無摩擦;建模仿真結果與實時控制的結果基本吻合
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倒立擺模型
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因為干擾的緣故,很難建立精確的數學模型,這對算法的驗證帶來不確定性因素
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干擾小,尤其采用以色列ELMO公司先進的驅動器作為直線電機的驅動器,電機輸出力與控制電壓嚴格成正比,能建立倒立擺系統精確的數學模型
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效果
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精度
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低:干擾因素多,誤差大
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高:誤差微小
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穩定性
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較低:傳動機構的遲滯,振動等使倒立擺無法達到平衡點
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高:可以保持倒立擺,能達到平衡點不動
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性能
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較差:低速;低加速;動態性能差
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優:高速;高加速;優越的動態性能
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開發環境
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控制系統不對用戶開放,基本采用“C”語言進行開發,對于較少從事編 程的 老師和同學開發難度大,周期長
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方便的MATLAB和Simulink開發平臺,同時控制系統完全開放,能使研究人員充分利用直線電機倒立擺平臺及其基于TMS 320F 2812DSP的控制系統,開發周期短
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壽命
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較短:傳動機構因摩擦會使磨損加劇,倒立擺的數學模型易改變,為控制帶來新的問題
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長:零傳動,幾乎無磨損,對倒立擺的控制參數影響小
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