[实用新型]一种可使用PID控制帆板角度的教学装置

说明书

本实用新型涉及一种可使用PID控制帆板角度的教学装置，包括机架以及安装在机架上的直流电机、可绕转轴旋转的帆板、微控制器模块和角度测量模块，所述的直流电机输出轴带有扇叶，扇叶产生风力使帆板角度变化，所述的角度测量模块与转轴连接，角度测量模块包括WDD35D‑4精密导电塑料电位器，所述的微控制器模块分别与角度测量模块、直流电机连接。与现有技术相比，本实用新型使用WDD35D‑4精密导电塑料电位器来对帆板角度进行测量，简化了测量电路结构，可以很精确的测量出帆板角度，且对于帆板角度的提取编程也很简单；使用串口通讯模块与上位机进行通信，可以很方便的观察角度信息的变化和更改PID的相应参数，或者对装置直接进行在线的编程。

技术领域

本实用新型涉及一种自动控制技术教学装置，尤其是涉及一种可使用PID控制帆板角度的教学装置。

背景技术

在现在的大学自动控制教学中，经常会讲到经典的PID控制算法，但基本都是只讲解PID控制算法的公式，或者就是用过程实验装置进行一下演示，但由于过程实验装置的系统过于复杂，学生只能看到一个参数改变后PID曲线变化的结果，不能亲手进行PID程序的编写，对PID的相关概念还是很模糊。

中国专利申请号：201721150159.7，申请日：2017.09.08，发明创造名称：一种帆板控制实验装置，该申请公开的一种帆板控制实验装置，主要由风扇和控制模块固定在框架内，显示屏和键盘安装在框架上，帆板设在风扇的出风口处，帆板的上部设有帆板转轴，帆板通过帆板转轴与框架可旋转连接，所述角度传感器固定在框架上，角度传感器的转动轴与帆板转轴固定相连。通过控制模块控制风扇驱动电路来控制帆板的转动角度，相关数据实时显示在显示屏上，结构简单，操作方便，使用和维护成本低，但不足之处在于，由于直接使用显示屏和键盘来控制角度，不能对教学装置进行直接编程，而且其结构容易积灰，不容易清理、维护。

中国专利申请号：201510279271.x，申请日期：2015.05.27，发明创造名称：一种帆板实验系统及帆板测量方法，主要包括角度测量模块、控制驱动模块、角度监控模块；角度测量模块用于测量帆板的角度，并将角度值传送给控制驱动模块；控制驱动模块包括串口通信电路、MCU控制电路和功率放大电路；角度监控模块包括角度显示单元和角度设定值单元；角度设定单元设定帆板的角度，通过串口得到其当前角度值并显示在角度值显示单元上，角度测量模块将帆板的角度值通过控制驱动模块传给角度显示单元，控制驱动模块通过PID算法和其模块内的功率放大电路控制帆板的摆动，使其按目标角度值规定进行相应的摆动。该发明申请控制简单、更加直观；解决了传统实验平台各自相互独立的问题，但不足之处在于，由于使用了MMA7260三轴加速度角度测量模块，对角度提取的编程较难，不利于学生进行独立的PID算法编程。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决目前自动控制教学中学生不能进行PID编程实验的不足而提供一种可使用PID控制帆板角度的教学装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种可使用PID控制帆板角度的教学装置，包括机架以及安装在机架上的直流电机、可绕转轴旋转的帆板、微控制器模块和角度测量模块，所述的直流电机输出轴带有扇叶，扇叶产生风力使帆板角度变化，所述的角度测量模块与转轴连接，角度测量模块包括WDD35D-4精密导电塑料电位器，所述的微控制器模块分别与角度测量模块、直流电机连接。

所述的装置还包括串口通信模块，所述的串口通信模块与微控制器模块连接。

所述的串口通信模块包括CH340串口转USB芯片，通过USB口与上位机连接。

所述的装置还包括安装在机架上的电源稳压模块，所述的电源稳压模块分别与微控制器模块和角度测量模块连接。

所述的电源稳压模块包括LM2596稳压芯片。