一、概述
通過(guò)Simulink對(duì)硬件進(jìn)行實(shí)時(shí)讀寫操作,使得控制對(duì)象的開(kāi)發(fā)過(guò)程跟數(shù)值仿真一樣簡(jiǎn)單。數(shù)據(jù)采集接口通信頻率達(dá)115200bps,控制系統(tǒng)采樣頻率達(dá)50Hz,可滿足伺服電機(jī)控制的高實(shí)時(shí)性要求。被控對(duì)象模塊由基礎(chǔ)的Simulink組件搭建,代碼全部開(kāi)放,方便學(xué)生理解上位機(jī)與硬件之間通信的基本過(guò)程和原理,并提供下位機(jī)硬件的STM32程序源代碼。
二、主要組成
1、伺服電機(jī)+減速箱:
- Maxon RE25空心杯直流伺服電機(jī)
- 工作電壓:24V(本套件12V降壓使用)
- 減速后轉(zhuǎn)速:500RPM(轉(zhuǎn)每分鐘)
- 電機(jī)直徑:25mm
- 減速箱直徑:22mm
- 減速箱類型:瑞士進(jìn)口全鋼精密低噪音行星減速箱
- 減速比:18:1
- 出軸直徑:4mm(D型切面)
- 出軸長(zhǎng)度:13.5mm
- 輸出功率:20W
- 連續(xù)扭矩:0.5Nm (5Kg.cm)
- 堵轉(zhuǎn)扭矩:4.5Nm (45Kg.cm)
2、編碼器:
360線,1440分辨率,雙通道AB輸出,光電編碼器
3、電機(jī)測(cè)試底板:
- 電機(jī)安裝:RE25專用法蘭
- 供電輸入:12V
- 電壓/電流顯示:YB27VA三線直流數(shù)字電壓電流表
4、STM32主控板:
- 控制芯片:STM32F103ZET6,ARM Cortex M3核心,內(nèi)含512KB FLASH程序存儲(chǔ)和64KB數(shù)據(jù)RAM。
- SRAM內(nèi)存:ISSI的SRAM內(nèi)存(IS61LV25616AL-10TL), 512KB空間,16位寬度,速度100MHz。
- NOR FLASH:SST的NOR FLASH(39VF6401),4MB空間,16位寬度。
- NAND FLASH:SAMSUNG的SCL芯片(K9F1G08U0C),128MB容量,8位寬度。
- 對(duì)外接口:SD卡接口、以太網(wǎng)接口、USB接口、UART、音頻等。
三、特點(diǎn)
- 上位機(jī)采用Matlab/Simulink搭建,硬件數(shù)據(jù)采集接口集成為專門的被控對(duì)象模塊,可通過(guò)Simulink對(duì)硬件進(jìn)行實(shí)時(shí)讀寫操作。設(shè)計(jì)的控制器與被控對(duì)象模塊相連,編譯執(zhí)行就可以進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,使得控制實(shí)際對(duì)象的開(kāi)發(fā)過(guò)程跟數(shù)值仿真一樣簡(jiǎn)單。
- 數(shù)據(jù)采集接口通信頻率達(dá)115200bps,控制系統(tǒng)采樣頻率達(dá)50Hz,可滿足伺服電機(jī)控制的高實(shí)時(shí)性要求。
- 被控對(duì)象模塊由基礎(chǔ)的Simulink組件搭建,代碼全部開(kāi)放,方便學(xué)生理解上位機(jī)與硬件之間通信的基本過(guò)程和原理。并提供下位機(jī)硬件的STM32程序源代碼,方便學(xué)生理解嵌入式控制的實(shí)現(xiàn)原理。
- 涵蓋自動(dòng)控制原理、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、*控制技術(shù)等課程的大量設(shè)計(jì)及分析方法,提供了豐富的實(shí)驗(yàn)例程。
- 提供實(shí)驗(yàn)用到的所有基礎(chǔ)軟件、驅(qū)動(dòng),以及安裝、配置過(guò)程的詳細(xì)說(shuō)明。提供完善的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)及逐行注釋的示例代碼,方便學(xué)生快速掌握程序設(shè)計(jì)思路,深入理解控制器設(shè)計(jì)基本原理。此外,提供控制器設(shè)計(jì)相關(guān)的學(xué)術(shù)論文以及采集接口開(kāi)發(fā)相關(guān)組件的資料文檔。
四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
- 伺服電機(jī)響應(yīng)特性的建模與辨識(shí)
- 經(jīng)典PID速度控制
- 經(jīng)典PID位置控制
- 魯棒控制器設(shè)計(jì)(H2,Hinf,Hinf)
- PID與魯棒控制方法的抗擾性分析
- 經(jīng)典滯后-超前補(bǔ)償器設(shè)計(jì)
- 自動(dòng)超前/滯后/滯后-超前補(bǔ)償器設(shè)計(jì)
- 伯德圖、根軌跡分析及零極點(diǎn)配置