一級直線倒立擺系統可以用來做各種實驗，包括經典的倒立擺實驗，學生必須設計控制系統使單擺保持在垂直倒立狀態，同時使小車跟蹤期望的軌跡。三個使用倒立擺的實驗：吊機實驗，一級直線倒立擺，和自舉倒立擺。
本實驗類似于搬運一個擺動重物的龍門吊。在這種情況下，該車代表龍門平臺和起重機的擺桿。學生可以學習當車到達不同位置時如何減緩擺桿向下的擺動。
通過直線一級倒立擺實驗，學生可以學習設計控制系統使擺桿從下垂位置通過小車的來回運動達到垂直倒立狀態并在其后保持在垂直倒立狀態，還可以掌握解決實際問題的能力，如處理機械和航天工程的問題。
工作原理
直線倒立擺系統是基于由一個由直流電動機驅動的小車，通過齒條和小齒輪機構組成的直線伺服系統，保證了連續和連續的牽引。該車配有一個旋轉的金屬軸，可以連接一個自由轉動擺桿。
實驗組件（直線一級倒立擺）
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組件
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描述 |
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設備
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直線運動基本模塊(IP02)
12或24英寸長的單擺模塊
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控制軟件
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Quanser QUARC? add-on for MATLAB?/Simulink?
Quanser Rapid Control Prototyping (RCP) Toolkit? add-on for NI LabVIEW? |
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相關指導書
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教師實驗手冊
學生實驗手冊
用戶使用手冊
Quick 入門指導書
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運行環境
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Microsoft Windows? 或 NI Compact RIO |
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數據采集卡
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Quanser Q2-USB, Q8-USB, QPID/QPIDe, NI PCI/PCIe DAQ device or Quanser Q1-cRIO
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功率放大器
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Quanser VoltPAQ-X1 |
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其它
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全面的動力學模型
使用Simulink?設計控制器
使用LabVIEW?設計控制器 |
系統說明（直線一級倒立擺）
相關課程：
- 根軌跡設計
- 狀態反饋
- 拉各朗日方程數學建模
- 線性控制
- 基于變量的非線性控制
特點：
- 高精度光電編碼器來測量位移
- 緊密加工的堅固鋁車以及零件
- 完全與MATLAB/Simulink及 LabVIE兼容
- 擺桿長度可變
- 快速連接
- 在直線伺服單元上安裝倒立擺簡單方便
- 開放式結構設計，用戶可根據使用需求自行設計控制器
- 詳盡的系統物理參數及用Maple語言建立的系統數學模型
設備規格：
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規格
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數值
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單位 |
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中長擺質量（帶T型聯接頭）
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0.127
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Kg
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中長擺長度（從連接軸心到頂部）
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33.65
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cm |
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長擺質量（帶T型聯接頭）
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0.23
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Kg
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長擺長度（從連接軸心到頂部）
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64.13
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cm |
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IP02擺桿編碼器精度
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4096
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Counts/rev |
滬公網安備 31011202011813號