近日，中科深谷的專利“面向非同長(zhǎng)二級(jí)倒立擺自起擺及其平衡控制方法”獲得發(fā)明專利證書，專利號(hào)：ZL202210836984.1。

       本發(fā)明公開(kāi)了面向非同長(zhǎng)二級(jí)倒立擺自起擺及其平衡控制方法，包括以下步驟：對(duì)二級(jí)倒立擺進(jìn)行系統(tǒng)建模，得到其狀態(tài)空間方程；首先將問(wèn)題簡(jiǎn)化成一級(jí)倒立擺的擺起控制，采用能量法對(duì)小車進(jìn)行起擺，將擺桿1擺至0度附近；采取滑膜控制進(jìn)行一級(jí)擺桿穩(wěn)擺，同時(shí)利用其反饋力將擺桿2擺至豎直位置，當(dāng)擺桿1與擺桿2均在0度時(shí)，利用變?cè)鲆鎙qr進(jìn)行整體倒立擺穩(wěn)擺。本發(fā)明在對(duì)二級(jí)倒立擺進(jìn)行自起擺方法設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，針對(duì)非同長(zhǎng)兩擺桿，提出一種新型控制方案，與以前的方法相比，在對(duì)擺桿2進(jìn)行自起擺時(shí)，無(wú)需了解其系統(tǒng)參數(shù)和算法設(shè)計(jì)，僅用慣性和對(duì)擺桿1的反饋便能達(dá)到目的，因此所提出的控制更簡(jiǎn)單、更高效、魯棒性更好。

中科深谷全系列倒立擺產(chǎn)品

賦能中高級(jí)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)

       開(kāi)源直線電機(jī)一級(jí)倒立擺（型號(hào)：LIP1）是由工業(yè)級(jí)高精密直線電機(jī)、角度傳感器、擺桿、控制系統(tǒng)和上位機(jī)組成。控制系統(tǒng)是基于TITMS320F28335DSP和MATLAB/Simulink開(kāi)發(fā)，結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真和嵌入式實(shí)時(shí)控制技術(shù)，采用基于模型設(shè)計(jì)（MBD:Model-BasedDesign）開(kāi)發(fā)方法，能實(shí)現(xiàn)硬件在回路（HIL）和快速控制原型（RCP）設(shè)計(jì)的功能，可以完成如LQR最優(yōu)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等運(yùn)動(dòng)控制理論的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

       直線電機(jī)擺桿可變倒立擺系統(tǒng)是基于開(kāi)源直線電機(jī)一級(jí)倒立擺升級(jí)而成，同樣由工業(yè)級(jí)高精密直線電機(jī)、角度傳感器、擺桿、控制系統(tǒng)和人機(jī)交互軟件組成，擺桿采用了可自由伸縮的電動(dòng)推桿設(shè)計(jì)?？刂葡到y(tǒng)同樣是基于TITMS320F28335DSP和MATLAB/Simulink，以及基于模型設(shè)計(jì)（MBD:Model-BasedDesign）的開(kāi)發(fā)方法，除完成如LQR最優(yōu)控制、模糊控制、滑?？刂?、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等運(yùn)動(dòng)控制理論的相關(guān)實(shí)驗(yàn)外，還可進(jìn)行魯棒、自適應(yīng)等算法的研究。

       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(jī)交互界面和開(kāi)源算法資源包組成。其倒立擺本體采用一長(zhǎng)一短雙擺桿并聯(lián)結(jié)構(gòu)，可自由分解形成兩種環(huán)形一級(jí)倒立擺；控制系統(tǒng)硬件基于DSP開(kāi)發(fā)、軟件基于Matlab/Simulink開(kāi)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(duì)值編碼器，采用CAN總線通信方式；開(kāi)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、滑模控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、強(qiáng)化學(xué)習(xí)控制等算法案例。

Simulink軟件仿真圖