[发明专利]一种系统参数可变的旋转类机电实验装置

说明书

本发明公开的一种系统参数可变的旋转类机电实验装置，属于实验设备技术领域。包括底座以及设置在底座上的电机、驱动轴系、减速系统、转动轴系；通过设置驱动轴系和转动轴系，融合减速系统、阻尼系统和能够调节转动惯量的固定转盘，电机带动驱动轴系转动后，通过改变减速比、阻尼和转动惯量，利用编码器测量转动轴系的转速。通过控制各项参数，来研究各项参数与装置转速间的传递函数。该装置结构设计合理，各系统均由典型的机械部件组成，可以直观地观察各系统的运转情况，便于观察和理解，装置能够在一阶和高阶系统间自由转化，且参数可调，能够建立多元化的实验模型来研究其传递函数，还可以进行算法控制。

技术领域

本发明属于实验设备技术领域，具体涉及一种系统参数可变的旋转类机电实验装置。

背景技术

在自动化控制原理、机械控制工程基础等相关课程实验中，一般需要采用实验台配合讲解控制系统的基本特性及控制效果，使学生对课程知识、内容有直观的认识和深刻的理解。控制系统类的实验台目前主要有两种形式：1、电控模拟实验台，通过电容、电阻、放大器等模拟不同参数下的一阶、二阶等类型的系统，这类实验台虽然较为直观，但是与实际的机械对象相差较远；2、倒立摆、球杆系统等被控实验台，倒立摆、球杆等系统为机械结构，通过控制算法控制其平稳运动，这类实验台可以锻炼学生建模能力，同时将控制算法应用到被控对象中。但是这类实验台不能改变实验台自身结构参数，所建立的模型单一且固定。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种系统参数可变的旋转类机电实验装置，将若干典型机械部件组合，可以建立系统传递函数、进行算法控制，在一阶和高阶系统间自由转化。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种系统参数可变的旋转类机电实验装置，包括底座以及设置在底座上的电机、驱动轴系、减速系统、转动轴系；

电机的输出轴与驱动轴系的输入端连接，电机连接有电机控制系统；驱动轴系的输出端与减速系统的输入端连接，减速系统的输出端与转动轴系的输入端连接，转动轴系的输入端还连接有阻尼系统；

转动轴系上设有固定转盘和自由转盘，固定转盘与转动轴系固定连接，固定转盘上设有若干用于固定配重块的连接孔；自由转盘能够与固定转盘固定，随转动轴系一起转动，也能够脱离转动轴系；转动轴系的输出端连接有编码器，编码器与电机控制系统连接。

优选地，减速系统采用带传动系统，包括主动轮、从动轮和传动带，主动轮设在驱动轴系上，从动轮设在转动轴系上，主动轮通过传动带与从动轮连接。

优选地，主动轮和从动轮上设有角度标识。

进一步优选地，带传动系统为同步带传动系统。

优选地，阻尼系统包括油泵、流量阀和油箱；油泵和油箱固定在底座上，油泵和油箱通过油管连接，在油管上设有流量阀；油泵与转动轴系的输入端连接。

优选地，电机控制系统包括运动控制卡，运动控制卡连接有显示器、处理器和电机驱动器，电机驱动器与电机连接，运动控制卡与编码器连接。

优选地，电机为直驱电机。

优选地，所述连接孔在固定转盘周向上均匀分布。

优选地，驱动轴系和转动轴系的支承处均设有低阻轴承。

优选地，驱动轴系和转动轴系的轴线均平行于底座。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：