相對于傳統(tǒng)的工科人才，未來新興產業(yè)需要的是工程實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型新工科人才，他們不僅能運用所掌握的知識去解決現(xiàn)有的問題，還有能力學習新知識、新技術去解決未來發(fā)展出現(xiàn)的問題，這就需要不僅在某一學科專業(yè)上學業(yè)精深，而且還應具有學科交叉融合的能力。

       為此，中科深谷結合新工科時代發(fā)展方向，致力于培養(yǎng)未來高水平工程技術人才，注重先進技術與傳統(tǒng)學科知識的融合，把傳統(tǒng)的倒立擺實驗設備迭代為產品級，融合基于人工智能、強化學習等前沿知識，賦予產品新內涵，是一款典型的面向新工科教育的實驗設備。

      中科深谷推出的AI+控制原理、機器人工程、機器視覺、智能制造系列教學實驗平臺，將先進制造領域的新技術與實驗教學相結合，面向院校自動化、機器人工程、智能制造、人工智能相關專業(yè)師生，提供從理論到實踐，兼顧教學與研究的新工科實驗對象模型；為用戶提供豐富的課程課件教學資源，提供專業(yè)建設、課程規(guī)劃、實驗實訓室建設解決方案；為用戶提供建設更加面向未來的應用場景和應用環(huán)境。

PART 01

全系列倒立擺產品

賦能中高級產業(yè)人才培養(yǎng)

開源直線電機一級（二級/三級）倒立擺系統(tǒng)

        開源直線電機一級倒立擺（型號：LIP1）是由工業(yè)級高精密直線電機、角度傳感器、擺桿、控制系統(tǒng)和上位機組成?？刂葡到y(tǒng)是基于TITMS320F28335DSP和MATLAB/Simulink開發(fā)，結合計算機仿真和嵌入式實時控制技術，采用基于模型設計（MBD:Model-BasedDesign）開發(fā)方法，能實現(xiàn)硬件在回路（HIL）和快速控制原型（RCP）設計的功能，可以完成如LQR最優(yōu)控制、模糊控制、神經網絡控制等運動控制理論的相關實驗。

直線電機擺桿可變倒立擺

        直線電機擺桿可變倒立擺系統(tǒng)是基于開源直線電機一級倒立擺升級而成，同樣由工業(yè)級高精密直線電機、角度傳感器、擺桿、控制系統(tǒng)和人機交互軟件組成，擺桿采用了可自由伸縮的電動推桿設計。控制系統(tǒng)同樣是基于TITMS320F28335DSP和MATLAB/Simulink，以及基于模型設計（MBD:Model-BasedDesign）的開發(fā)方法，除完成如LQR最優(yōu)控制、模糊控制、滑?？刂啤⑸窠浘W絡控制等運動控制理論的相關實驗外，還可進行魯棒、自適應等算法的研究。

雙擺智能控制系統(tǒng)

       雙擺智能控制系統(tǒng)由倒立擺本體、控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、角度傳感器、人機交互界面和開源算法資源包組成。其倒立擺本體采用一長一短雙擺桿并聯(lián)結構，可自由分解形成兩種環(huán)形一級倒立擺；控制系統(tǒng)硬件基于DSP開發(fā)、軟件基于Matlab/Simulink開發(fā)；伺服系統(tǒng)支持力矩和加速度兩種控制模式；角度傳感器使用絕對值編碼器，采用CAN總線通信方式；開源算法資源包包含系統(tǒng)建模仿真、根軌跡分析、線性系統(tǒng)矯正、LQR、滑?？刂?、神經網絡控制、強化學習控制等算法案例。中科深谷。

PART 02

全系列倒立擺產品

檢驗控制領域算法正確性和有效性的產品

01 產品特點

1.  產品級精致外觀設計，工業(yè)級運動控制器配置、更加精準驗證原理模型；

2.  支持開展經典控制理論實驗、現(xiàn)代控制理論實驗、智能控制實驗；

3.  支持開展基于人工智能的深度強化學習控制實驗；

4.  提供3D虛擬仿真實驗軟件，可獨立開展倒立擺虛擬仿真實驗；

5.  支持實物平臺實驗控制參數(shù)與虛擬仿真實驗控制參數(shù)交互驗證；

6.  工業(yè)互聯(lián)設計理念、設備采用網絡控制方式，提供遠程控制實驗方案。

02 實驗項目

       倒立擺系統(tǒng)建模和穩(wěn)定性分析、頻率響應法校正實驗、PID控制實驗、LQR控制實驗、狀態(tài)空間極點配置控制實驗、根軌跡法校正實驗、模糊邏輯控制實驗、BP神經網絡控制實驗，深度強化學習訓練實驗、深度學習神經網絡控制實驗等。

03 適用課程

       自動控制原理、現(xiàn)代控制理論、機械控制工程基礎、智能控制、運動控制系統(tǒng)、計算機控制技術、機器人控制技術、模糊集理論與人工神經網絡、人工智能的現(xiàn)代方法、Python語言程序設計基礎、MATLAB/Simulink系統(tǒng)仿真、機器學習、強化學習等。

04 支持算法

LQR算法

正弦跟蹤PID控制算法

05 教學實驗室

浙江大學智能控制實驗室

深圳大學智能控制實驗室

武漢理工大學智能控制實驗室

山東理工大學智能控制實驗室

上海工程技術大學智能控制實驗室

合肥學院智能控制實驗室

06 科研論文

論文名稱：A Novel Model-Based Robust Control for Position Tracking of Permanent Magnet Linear Motor

期刊索引情況：SCI    

影響因子：8.236

收錄于：IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS

依托平臺：基于CSPACE半實物仿真系統(tǒng)的永磁直線電機實驗平臺主要由永磁直線電機、CSPACE控制器、安裝有MATLAB/Simulink的PC機、光柵位移傳感器、直線電機驅動器組成。CSPACE控制平臺結合MATLAB實時處理，基于MBD的開發(fā)方法，在MATLAB/Simulink中編寫好圖形化程序后，在CSPACE控制平臺上通過自動代碼生成軟件(離線編程)直接轉換為C代碼，再將C代碼編譯后下載到DSP控制板上，將整個開發(fā)周期無縫地集成到一個單一的環(huán)境中，使仿真和測試之間的各個開發(fā)階段可以反復多次運行，而無需頻繁的重新調整。

       倒立擺系列產品是高校新工科實踐教學設備購置及更新改造的好選擇！在控制工程中，倒立擺被用作研究和開發(fā)自適應控制系統(tǒng)的基礎平臺。而中科深谷全系列倒立擺平臺的出現(xiàn)，為機器人在行走過程中和衛(wèi)星在飛行中的平衡控制、姿態(tài)控制提供了研究基礎和方向。倒立擺以它的穩(wěn)定性和反饋控制機制，將算法研究成果切實的應用于機器人、軍工、航天等領域，真正賦能高校的教學與實訓，也通過開源化賦能高校學生創(chuàng)新與教師團隊的科研需求。

       中科深谷長期扎根于產業(yè)，聚焦機器人核心器件研發(fā)與產業(yè)化，同時立足教育、深化產教融合，致力于創(chuàng)新探索新技術與新工科產業(yè)人才培養(yǎng)融合和內在機理。為高校提供教學實訓裝備、實驗室建設、產學研合作、師資培訓、專業(yè)建設、課程資源開發(fā)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等一體化服務。未來，中科深谷將持續(xù)研發(fā)創(chuàng)新，將工業(yè)等產業(yè)裝備設備的硬件、軟件、算法等開源開放出來，努力推動教育與產業(yè)的融合發(fā)展！