一種旋轉倒立擺裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于倒立擺系統(tǒng)領域，尤其涉及一種旋轉倒立擺裝置。
【背景技術】
[0002]在監(jiān)測領域中，倒立擺系統(tǒng)是一個多變量、不穩(wěn)定、非線性系統(tǒng)，不僅是進行控制實驗與控制理論教學的很好的一類模型，而且倒立擺系統(tǒng)能夠很好的用來驗證新的算法。旋轉倒立擺系統(tǒng)比直線倒立擺更加復雜和不穩(wěn)定，系統(tǒng)的階數比直線倒立擺更高。當前對直線倒立擺的研究成果較多，技術相對成熟，而對旋轉倒立擺的研究相對較少。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明旨在解決上述問題，提供一種旋轉倒立擺裝置。
[0004]一種旋轉倒立擺裝置，其特征在于包括電源模塊、傳感器模塊、主控制器、倒立擺支架、水平面旋轉臂、擺桿和驅動模塊；其中電源模塊與主控制器相連接；傳感器與主控制器相連接；主控制器與驅動模塊相連接；傳感器設置于水平旋轉臂上；擺桿安裝在倒立擺支架的一端。
[0005]本發(fā)明所述的一種旋轉倒立擺裝置，其特征在于所述主控制器采用的為ATmegaie單片機。
[0006]本發(fā)明所述的一種旋轉倒立擺裝置，其特征在于所述電源部分設置為兩部分，輸出電壓分別為5V和12V。
[0007]本發(fā)明所述的一種旋轉倒立擺裝置，其特征在于所述驅動模塊采用BTS7960模塊作為驅動模塊。
[0008]本發(fā)明所述的一種旋轉倒立擺裝置，其特征在于所述傳感器為角度傳感器。
[0009]本發(fā)明所述的一種旋轉倒立擺裝置，其特征在于所述角度傳感器為電阻式角度傳感器。
[0010]本發(fā)明所述的一種旋轉倒立擺裝置，通過機械結構的有效調整，控制器及傳感器的配合，能夠較快速地趨于穩(wěn)定，受到干擾后能夠較快恢復穩(wěn)定，在控制領域中得到了廣泛的應用，本發(fā)明所述的一種旋轉倒立擺裝置，結構簡單，操作方便，適于推廣使用。
[0011]說明書附圖
圖1為本發(fā)明的結構示意框圖。
【具體實施方式】
[0012]一種旋轉倒立擺裝置，其特征在于包括電源模塊、傳感器模塊、主控制器、倒立擺支架、水平面旋轉臂、擺桿和驅動模塊；其中電源模塊與主控制器相連接；傳感器與主控制器相連接；主控制器與驅動模塊相連接；傳感器設置于水平旋轉臂上；擺桿安裝在倒立擺支架的一端。
[0013]本發(fā)明所述的一種旋轉倒立擺裝置，所述主控制器采用的為ATmegaie單片機，主控制器只需要能正常工作即可，而且不需要單片機工作在多機方式，所以單片機工作在最小模式。由于需要使用A/D轉換部分且角度傳感器采用5V供電，所以A/D轉換的基準源使用ATmegaie單片機外部的AREF引腳作為基準源接到5V電源上。所述電源部分設置為兩部分，一是給單片機最小系統(tǒng)、角度傳感器和電機驅動供電的5V電源；二是專門為電機驅動部分供電的12V電源。采用12V開關電源為系統(tǒng)供電，最大電流能夠達到5A，足夠用于電機驅動旋轉臂使得擺桿趨于穩(wěn)定。5V電源采用LM7805三端穩(wěn)壓芯片將12V電壓降至穩(wěn)定的5V，對于此電壓的要求比較嚴格，因為單片機的A/D轉換部分所需基準源必須足夠穩(wěn)定。所述驅動模塊采用BTS7960模塊作為驅動模塊，在旋轉倒立擺系統(tǒng)中，電機部分相對比較重要，對于電機驅動的要求較高，尤其是驅動功率要足夠大，能夠使得電機提供較大的轉矩，所以選用BTS7960模塊作為驅動。所述傳感器為角度傳感器。所述角度傳感器為電阻式角度傳感器，對于倒立擺系統(tǒng)，角度的采集至關重要，關乎整個系統(tǒng)的成敗。首先精度要達到要求，其次采集角度的頻率要足夠快。使用ATmegaie單片機的A/D轉換部分得到擺桿對應位置的電壓值，ATmegal6單片機的A/D轉換精度最高能夠達到十位，足夠用于旋轉倒立擺系統(tǒng)。該角度傳感器的原理就是一個圓周型滑動變阻器，當轉軸轉過一定角度時，輸出的電壓不同，即可得到該位置的角度值。用ATmegaie單片機作為主控元件，以BTS7960模塊作為驅動器，使用直流伺服電機作為驅動電機。旋轉倒立擺通過對水平面上的旋轉臂轉過的角度的控制使得豎直方向的擺桿逐漸趨于倒立狀態(tài)，擺桿倒立時與豎直向上方向夾角為0°。對于倒立擺的研究有起擺問題和平衡點的穩(wěn)定控制問題。
【主權項】
1.一種旋轉倒立擺裝置，其特征在于包括電源模塊、傳感器模塊、主控制器、倒立擺支架、水平面旋轉臂、擺桿和驅動模塊；其中電源模塊與主控制器相連接；傳感器與主控制器相連接；主控制器與驅動模塊相連接；傳感器設置于水平旋轉臂上；擺桿安裝在倒立擺支架的一端。2.如權利要求1所述的一種旋轉倒立擺裝置，其特征在于所述主控制器采用的為ATmegal6單片機。3.如權利要求1所述的一種旋轉倒立擺裝置，其特征在于所述電源部分設置為兩部分，輸出電壓分別為5V和12V。4.如權利要求1所述的一種旋轉倒立擺裝置，其特征在于所述驅動模塊采用BTS7960模塊作為驅動模塊。5.如權利要求1所述的一種旋轉倒立擺裝置，其特征在于所述傳感器為角度傳感器。6.如權利要求5所述的一種旋轉倒立擺裝置，其特征在于所述角度傳感器為電阻式角度傳感器。
【專利摘要】一種旋轉倒立擺裝置，屬于倒立擺系統(tǒng)領域。其特征在于包括電源模塊、傳感器模塊、主控制器、倒立擺支架、水平面旋轉臂、擺桿和驅動模塊；其中電源模塊與主控制器相連接；傳感器與主控制器相連接；主控制器與驅動模塊相連接；傳感器設置于水平旋轉臂上；擺桿安裝在倒立擺支架的一端。通過機械結構的有效調整，控制器及傳感器的配合，能夠較快速地趨于穩(wěn)定，受到干擾后能夠較快恢復穩(wěn)定，在控制領域中得到了廣泛的應用，本發(fā)明所述的一種旋轉倒立擺裝置，結構簡單，操作方便，適于推廣使用。
【IPC分類】G05D3/12
【公開號】CN105630003
【申請?zhí)枴緾N201410600172
【發(fā)明人】劉秋麗
【申請人】陜西高華知本化工科技有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年10月31日