1 简易旋转倒立摆及控制装置 2 目 录 序：倒立摆简介 前 言 ：设计任务说明 一、 二级旋转式倒立摆概述：结构设计说明 1 .1 系统总体结构 1 .2 机械结构 1 .3 硬件部分 1 .4 软件部分 1 .5 相关计算 二、 二级旋转式倒立摆的系统使用 2 .1 注意事项 2 .1 .1 准备阶段注意事项 2 .1 .2 装配电脑的要求 2 .1 .3 使用注意事项 2 .2 系统使用 2 .2 .1 开机操作与电位器零位的调整方法 2 .2 .2 系统操作与维护 三、 设计小结 四、 参考资料 3 序 倒立摆系统是理想的自动控制教学实验设备，使用它能全方位的满足自动控制教学的要求。许多抽象的控制概念如系统稳定性、可控性、系统收敛速度和系统抗干扰能力等，都可以通过倒立摆直观的表现出来。 倒立摆系统具有模块性好和品种多样化的优点，其基本模块既可是一维直线运动平台或旋转运动平台，也可以是两维运动平台。通过增加角度传感器和一节倒立摆杆，可构成直线单节倒立摆、旋转单节倒立摆或两维单节倒立摆；通过增加两节倒立摆杆和相应的传感器，则可构成两节直线倒立摆和两节旋转倒立摆。 倒立摆的控制技巧和杂技运动员倒立平衡表演技巧有异曲同工之处，极富趣味性，学习自动控制课程的学生通过使用它来验证所学的控制理论和算法，加深对所学课程的理解。由于倒立摆系统机械结构简单、易于设计和制造，成本廉价，因此在欧美发达国家的高等院校，它已成为常见的控制教学设备。 同时由于倒立摆系统的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合特性，许多现代控制理论的研究人员一直将它视为研究对象，并不断从中发掘出新的控制理论和控制方法。因此，倒立摆系统也是进行控制理论研究的理想平台。 直线运动型倒立摆外形美观、紧凑、可靠性好。除了为每个子系列提供模块化的实现方案外，其控制系统的软件平台采用开放式结构，使学生建立不同的模型，验证不同的控制算法，供不同层次的学生进行实验和研究。 由于采用了运动控制器和伺服电机进行实时运动控制，以及齿型带传动，固高公司的倒立摆系统还是一个典型的机电一体化教学实验平台，可以用来进行各种电机拖动、定位和速度跟踪控制实验，让学生理解和掌握机电一体化产品的部件特征和系统集成方法。 4 前 言 设计任务说明： 现代科技发展，推动传统教学方式的改革，迫使教学着眼培养学生的创造能力和实际操作能力。本次课程设计是《精密机械设计》课的重要组成部分，是打好技术...
