系统的建模及性能分析 倒立摆系统的构成及其参数 1 倒立摆系统的基本结构 本设计所用到的倒立摆模型直线一级倒立摆系统。整个系统是由6 大部分所组成的一个闭环系统，包括计算机、数据采集卡、电源及功率放大器、直流伺服电机、倒立摆本体和两个光电编码器等模块。如图 2.1 所示： 图2.1 倒立摆系统的结构组成示意图 Fig 2.1 Stru ctu re of the linear single inv erted pendu lu m sy stem 2 系统主要组成部分简介 直线一级倒立摆装置如图 2.2 所示[13]： 图2.2 直线一级倒立摆装置 Fig 2.2 Straight linear 1-stage inv erted pendu lu m dev ice Qu anser 倒立摆系统包含倒立摆本体、数据采集电控模块以及控制平台等三大部分，其中控制平台是由装有 Qu anser 专用实时控制软件的通用 PC 机组成。 1 ．直线倒立摆主体 倒立摆主体是由 Qu anser 直线运动控制伺服单元 IP02 与直线一级摆杆组成，并配有专用的小车直线轨道。这里主要介绍下 Qu anser 直线运动控制伺服单元IP02(即倒立摆运动小车)及导轨的组成： 图2.3 伺服单元 IP02 的组成 Fig 2.3 Serv o u nit IP02 parts 编号 名称 英文 (01) IP02 小车 IP02 Cart (02) 不锈钢滑轨 Stainless Steel Shaft (03) 齿轮导轨 Rack (04) 小车位移齿轮 Cart Position Pinion (05) 小车电机传动齿轮 Cart Motor Pinion (06) 小车电机传动齿轮轴 Cart Motor Pinion Shaft (07) 摆杆传动轴 Pendu lu m Ax is (08) IP02 小车位移编码器 IP02 Cart Encoder (09) IP02 摆杆角度编码器 IP02 Pendu lu m Encoder (10) IP02 小车位移编码器接口 IP02 Cart Encoder Connector (11) IP02 摆杆角度编码器接口 IP02 Pendu lu m Encoder Connector (12) 电机接口 Motor Connector (13) 直流伺服电机 DC Motor (14) 变速器 Planetary Gearbox (15) 直线滑轨支撑轴 Linear Bearing (16) 摆杆连接套 Pendulum Socket (17) IP02 配重模块 IP02 Weight 图 2.4 系统导轨结构图 Fig 2.4 System guide rail structure 编号 名称 英文 (22) 导轨末端挡板 Rack End Plate (23) 导轨固定螺丝 Rack Set Screw (24) 小车运动限位 Track Discontinuity 直线一级倒立摆系统的倒立摆的摆杆连接在IP02 小车的摆杆连接套上，...
