Dreifaches inverses Pendel IPM–310

Demonstration fortgeschrittener Regelungs- und Stabilisierungsalgorithmen

Das dreifache inverse Pendel auf einem Wagen ist ein attraktives Beispiel für ein unteraktuiertes mechanisches System.
Das Modell eignet sich für Forschung und Bildung im Bereich der Theorie der nichtlinearen Steuerung. Das Modell basiert auf modernster Technik: einem schnellen Direktantriebsmotor, präzisen Winkel- und Positionssensoren sowie einem speziellen drahtlosen Kommunikationssystem zur Übertragung der Daten von den beweglichen Teilen des Pendels an den Steuerrechner.

Grundlegende Eigenschaften

  • Sehr anspruchsvolle Regelungs- und Stabilisierungsaufgabe eines mehrfachen inversen Pendels (einfaches, doppeltes und dreifaches inverses Pendel) auf einem beweglichen Wagen
  • Voll funktionsfähiges System: einschließlich sorgfältig abgestimmter Regelungsalgorithmen für das Aufschwingen (Swing-up) in die obere instabile Lage, das Absenken (Swing-down) in die untere stabile Lage und die Stabilisierung in der oberen instabilen Lage
  • Schneller, direkt angetriebener Linearmotor ohne Getriebe
  • Präzise Sensoren für die Wagenposition und die Gelenkwinkel zwischen den Pendelarmen
  • Drahtloses Kommunikationssystem mit geringer Latenz
  • Anpassbare Regelung mit dem REXYGEN-System und dem Entwurfswerkzeug REXYGEN Studio
  • Spezielles drahtloses Datentransfersystem mit niedriger Latenz
  • Bedienoberfläche zur einfachen Steuerung über jeden Webbrowser im lokalen Netzwerk

Lieferumfang

  • Vollständiges physikalisches Modell
  • Vozík poháněný lineárním motorem s polohovým senzorem
  • Drei mit Winkelsensoren ausgestattete Pendelarme
  • Elektronisches Funkmodul im mittleren Pendelarm
  • Gestell aus Leichtmetall
  • Schrank, montiert am Modellgestell, mit:
  • Umrichter für den Linearmotor mit EtherCAT-Kommunikation
  • Steuerrechner AIC mit REXYGEN Runtime Modul, I/O-Karten für die Sensoren und drahtloser Kommunikation
  • Ethernet-Anschluss RJ45 zur Verbindung mit dem LAN
  • Voll funktionsfähige Regelungsalgorithmen für Swing-up, Swing-down und Stabilisierung, implementiert in REXYGEN mit Funktionsblöcken aus der Standardbibliothek; Bedienoberfläche über Webinterface
  • Dokumentation: Benutzerhandbuch mit detaillierter Herleitung aller Varianten des mathematischen Modells
  • Lieferung vor Ort, Installation und technische Schulung

Weitere Optionen auf Anfrage oder kundenspezifische Anpassungen

  • Modelle des einfachen, doppelten und dreifachen inversen Pendels in Form von Funktionsblöcken für das REXYGEN-System oder Simulink
  • Echtzeit-Simulator des dreifachen inversen Pendels zur Überprüfung eigener Regelungsalgorithmen mittels Hardware-in-the-Loop-Simulation
  • Hardware- und Softwareanpassungen auf Anfrage

Quick Specification and Dimensions:

  • Breite des Linearantriebs 1400 mm
  • Gesamtlänge der drei Pendelarme: ca. 900 mm
  • Geschwindigkeit des Linearantriebs 5 ms-1
  • Beschleunigung des Linearantriebs more than 50 ms-2
  • Kraft des Linearantriebs 210 N (Spitze)
  • Abmessungen 175 cm x 110 cm x 110 cm (B x L x H)
  • Stromversorgung 230 V AC, 50/60 Hz, 6 A

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