两级倒立摆设计(含CAD图,SolidWorks三维图)

两级倒立摆设计(含CAD图,SolidWorks三维图)(论文说明书12000字,CAD图纸12张,SolidWorks三维图)
3.1倒立摆机电控制系统的组成
    倒立摆机电控制系统硬件的组成主要包括：交流伺服电机、光电码盘、直线导杆、移动小车、传动带轮等等。
 3.2控制系统硬件核心元件的选择
    为实现倒立摆机电控制系统各方面性能的测试，需要用到伺服电机驱动系统，同步带轮传动系统，直线导杆装置等等，为了便于对倒立摆系统的研究有一个准确的数据，必要对控制系统中各元件进行准确的选型计算，这样才能对倒立摆机电控制系统中的个测试指标有一个准确的判断。
3.2.1伺服电机的选择及作用
  2.3.2.1伺服电机的工作原理
     在这次倒立摆机电控制系统的结构设计中，我们采用交流伺服电机驱动，伺服电机是一种最常用的电机，广泛应用于各行各业。具有单相电容式单相异步电动机交流伺服电动机定子结构，定子上设有两个位置90°绕组，励磁绕组的RF，它总是连接到AC电压UF；另一个是绕组连接控制，电压控制信号的UC。因此，交流伺服电机和伺服电机的两个。交流伺服电动机的转子通常是由鼠笼，但对伺服电机的机械特性有较宽的线性范围，速度，“旋转”现象和快速响应的性能，与普通电动机相比，应具有转子电阻和转动惯量小的特点。使用两种形式的转子结构：一个由导电材料制成的鼠笼转子高电阻率的电阻率高，为了减小转子的转动惯量，转子细长；另一种是由铝合金制成的空心杯转子，杯壁很薄，仅为二要减少磁路的磁阻，空心杯形，在固定在转子定子的地方，空心杯转子惯性矩小，响应速度快，运行稳定，因此被广泛应用。在控制电压的交流伺服电机，脉冲磁场产生只有励磁绕组的定子，转子和固定。当控制电压，将定子产生旋转磁场，转子沿着旋转磁场方向转动，在恒定负载的情况下，对控制电压改变电机的速度的大小，相位控制电压时相反，伺服电机反转。
3.2.2伺服电机的选型计算
     已知整个倒立摆机电控制系统的结构中，伺服电机所受到的负载来自移动小车的重力，摆杆的重力，光电码盘的重力以及直线导杆的重力和各方面的摩擦力，在这里，我们取总重量为10Kg，往复的范围为500mm~700mm，速度为1~2r/min。
 

目录
摘要..........................................................................................................2
Abstract................................................................................................2
第一章 引言...........................................................................................3
   1.1 课题的研究背景和意义.......................................................................4
   1.2倒立摆系统的工作原理......................................................................6
第二章倒立摆机电控制系统结构的总体设计.................................7
   2.1 倒立摆机电控制系统结构的功能需求....................................................8
   2.2 系统实现结构图.................................................................................9
第三章倒立摆机电控制系统结构设计............................................10
   3.1控制系统的构成.................................................................................11
   3.2控制系统硬件电路核心元件的选择....................................................11
      3.2.1伺服电机的工作原理及选型计算..................................................12
      3.2.2伺服电机的工作原理..................................................................12
      3.2.3伺服电机的选型计算..................................................................13
   3.3光电码盘的工作原理及作用................................................................13
      3.3.1光电码盘的工作原理..................................................................14
   3.4直线导杆的选择................................................................................17
   3.5同步带轮传动的选择计算...................................................................20
第四章倒立摆机电控制系统中PID的控制算法的实现..............22
   4.1PID控制算法简介..............................................................................23
     4.1.2PID控制各部分的特点.................................................................23
     4.1.3PID控制器各部分参数的选定........................................................23
   4.2PID控制算法的实现...........................................................................23
结论........................................................................................................24
致谢........................................................................................................25
参考文献................................................................................................26