产品概述

二级倒立摆实验平台ET-A-IP-200属于单输入、三输出的欠驱动系统，具备非线性、强耦合、多变量以及不稳定的特性。在控制领域，它能够生动展现出镇定、非线性、鲁棒、随动、跟踪等关键问题，因此被视作检验控制理论和控制方法的经典平台，有着“控制领域的明珠”和“控制理论的试金石”的美誉。该平台全面支持Matlab®/Simulink®，为快速原型（RCP）和硬件在环（HIL）开发提供便利。借助Simulink/LabView软件系统，无需编写C代码以及经历复杂的编译流程，就能实现实时控制算法的快速原型验证。在软件方面，提供可执行文件和图形用户界面，支持LabVIEW、实时、FPGA（可选），还具备MatLab/Simulink外部控制API（包含ROS、Matlab、Python示例）。平台选项支持本地PC，兼容Windows和Mac OS操作系统。

产品特点

• 集成开发优势显著：深度集成MATLAB®/Simulink®，为实时控制算法的原型设计提供高效途径，无需编写C代码，极大简化了开发流程。
• 硬件配置完备：配备一个用于模拟量控制的伺服电机、三个精确测量的增量式编码器，以及限位开关和硬件限位器等安全保护装置，在确保精确测量的同时保障操作安全。
• 实验教育紧密结合：自带多个预编程控制实验，无论是教育场景下帮助学生理解控制原理，还是科研场景下为研究人员测试新算法，都提供了良好的基础。
• 用户友好度高：搭配直观的Simulink/LabView软件系统和基本控制器库，方便用户快速上手，实现即插即用。

适用场景

主要适用于控制理论的教学与科研场景。在教学中，帮助学生将抽象的控制理论知识与实际操作相结合，通过对二级倒立摆系统的控制实验，深入理解各类控制算法的原理和应用；在科研方面，为研究人员提供了一个真实且复杂的系统模型，用于验证新的控制算法，探索针对复杂非线性系统的控制策略，同时也能通过模拟实际应用场景中的控制问题，推动相关技术的研究和发展。

参数规格

规格	数值单位
设备质量	20Kg
倒立摆尺寸（长x宽x高）	1000x250x800毫米
编码器计数分辨率（正交）	4096 counts/rev
有效摆杆分辨率	0.088 Deg
电机输出功率	400W

相关课程

控制理论与应用

• 课程内容：深入剖析控制理论，全面讲解PID控制、状态空间方法、模糊控制、神经网络控制等高级控制策略。
• 实验应用：设计并实现如模糊控制器或神经网络控制器等高级控制算法，用于优化二级倒立摆系统的稳定性和性能表现。

动力学分析与控制系统设计

• 课程内容：专注于机械系统动力学分析，着重理解二级倒立摆系统的非线性动态特性，并掌握其数学建模方法。
• 实验应用：借助实验平台，开展二级倒立摆系统的动态建模工作，设计控制器以实现平衡和轨迹跟踪控制。

自动化与控制技术

• 课程内容：系统介绍自动化系统的设计原理，涵盖传感器与执行器技术、系统辨识和参数调节等关键知识。
• 实验应用：结合实验平台，深入理解传感器与执行器在二级倒立摆系统中的具体应用，完成控制系统的闭环控制和鲁棒性设计。