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MiniMACS6稳定倒立摆

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工程学中最热门的问题之一便是旋转倒立摆。在控制和电气工程以及机械制造中,会通过旋转倒立摆来演示和分析各种运动模式和控制算法,从而有助于例如控制机器人和其他机械。

以日本发明家古田胜久之名命名的摆杆结构其实非常简单。一条由电机驱动的旋转臂在水平面上旋转,一条连接到旋转臂上的摆杆则垂直旋转。长期以来,让工程师们绞尽脑汁的是如何完成理论建模以及如何满足稳定运动的要求。古田摆有两个变量:旋转接头的方向及摆杆的方向,这两个变量可以进行调节。摆杆被调节到一个垂直、不稳定的位置,而旋转臂则可处于任何位置。这是一种非线性、不稳定的系统,因此非常适合进行试验,以检查现有控制算法以及开发全新的计算方法。在此过程中,会经常将机器人技术、控制理论和计算机辅助控制等各个研究领域的方法结合起来使用。 

找到合适的控制器


可以采用不同的设计策略来研发合适的控制器。适用于倒立摆的控制器结构有:PID、LQR、模糊控制器或自学习神经控制器。使用数学方法可以为具有多个自由度的物理系统建模。摆杆从静止位置(零位)开始摆动起来时,需要采用非线性方法,例如能量方法。之后便可以借助数学描述设计出合适的控制器。对于具有实时性的系统,可以对该控制器进行近似或离散化,然后传输到MiniMACS6-AMP4等控制器。

紧凑型控制器


maxon的MiniMACS6-AMP4是一款集成输出功率级的可编程主控制器。它是旋转倒立摆的稳定控制器。这样就可以通过简单的命令来执行复杂的运动模式,例如平稳地与旋转主机轴同步。多轴控制系统MiniMACS6-AMP4的优势:

  • 接管主机功能;无需上级控制器
  • 包含免许可证的运动控制功能
  • 集成输出级的紧凑型驱动解决方案

使用免许可的自动化系统软件ApossIDE(集成开发环境),可通过简单的命令设置定位和同步任务,或者可以使用C语言 (ApossC) 运行您自己的控制算法。

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级联控制 - 使用maxon运动控制器,例如MiniMACS6-AMP4,进行级联控制的示例。得益于可编程性和集成路径规划,不需要上级控制器。



正在运作:MiniMACS6-AMP4稳定旋转倒立摆。

 

紧凑型多轴控制器MiniMACS6-AMP4


集成功率级的可编程多轴控制器是旋转倒立摆的稳定控制器,可确保平稳地与旋转轴同步。

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Author: maxon HQ

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