【技术实现步骤摘要】
基于导电滑环走线的三级倒立摆系统及其控制方法
[0001]本专利技术涉及自动控制领域，特别是涉及一种基于导电滑环走线的三级倒立摆系统及其控制方法。
技术介绍
[0002]倒立摆是一个典型的被控对象，由于其是一个多变量、强耦合、快速、非线性、不稳定的系统，常被用于检验某一算法的正确性及其在实际应用中的可行性。另外，在火箭姿态的控制、机器人双足行走平衡的控制、各类伺服云台的稳定控制中都与倒立摆的控制有着很大的相似性。因此，对倒立摆系统的设计及其控制方法的研究具有极大的科学意义和实践意义。
[0003]在现有的倒立摆设计当中，特别是在三级倒立摆和多级倒立摆设计中，一方面，三级倒立摆在摆起时，具有较大的惯性，因此对传动机构的稳定性，抗冲击性要求极高，同时还要兼有良好的传动精度，因此，三级倒立摆需拥有一个性能优良的直线传动机构。另一方面，需考虑到安装在关节处的角度传感器走线问题，通常使用两种方法：第一，使用扎带将角度传感器的导线扎在摆杆上；第二，安装无线传输模块将角度信号传输出去，这两种方法有着很大的弊端，其一，倒立摆是一个不...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于导电滑环走线的三级倒立摆系统，其特征在于，包括机械系统、控制系统；所述机械系统包括摆杆组件、导电滑环组件、角度传感器组件、同步带模组，摆杆组件分为一级摆杆、二级摆杆、三级摆杆，导电滑环组件分为一级导电滑环、二级导电滑环，角度传感器组件分为一级角度传感器、二级角度传感器、三级角度传感器；一级摆杆的一端与同步带模组的滑块上的固定板转动连接形成第一关节，第一关节处安装一级角度传感器和一级导电滑环；一级摆杆的另一端与二级摆杆的一端转动连接形成第二关节，第二关节处安装二级角度传感器和二级导电滑环；二级摆杆的另一端与三级摆杆的一端转动连接形成第三关节，第三关节处安装三级角度传感器；所述角度传感器组件的导线穿过摆杆组件由导电滑环组件接入控制系统。2.根据权利要求1所述的基于导电滑环走线的三级倒立摆系统，其特征在于，所述摆杆组件包括杆体，一级摆杆和二级摆杆还包括盖板，杆体的一表面开有条形槽，条形槽的两端分别连通有一扇形开口，杆体表面的条形槽上配装有盖板。3.根据权利要求1所述的基于导电滑环走线的三级倒立摆系统，其特征在于，所述导电滑环组件包括绝缘垫片A环、PCB板B环、PCB板C环、绝缘垫片D环，PCB板B环与绝缘垫片A环固定连接，PCB板C环与绝缘垫片D环固定连接；所述PCB板B环正面印刷有环形铜箔，反面有金属焊点与环形铜箔对应导通；PCB板C环正面印刷有环形铜箔，铜箔表面有呈圆周间隔排列焊接的金属弹片，PCB板C环反面有金属焊点与环形铜箔对应导通；所述PCB板B环、PCB板C环间隙安装，通过PCB板B环正面的环形铜箔与PCB板C环正面的金属弹片接触，两板相对转动呈导通状态。4.根据权利要求3所述的基于导电滑环走线的三级倒立摆系统，其特征在于，所述缘垫片A环和绝缘垫片D环的结构相同，均设有一轴孔、与轴孔连通的扇形孔及若干安装孔。5.根据权利要求1所述的基于导电滑环走线的三级倒立摆系统，其特征在于，所述同步带模组包括长条状壳体、同步带、滑台、伺服电机；长条状壳体上安装有光轴导轨，光轴导轨上滑动安装有滑台，滑块固定在滑台表面，长条状壳体的两端安装有同步带轮，同步带轮与同步带啮合连接，同步带的两个自由端与滑台两端固定连接，同步带轮通过联轴器与伺服电机的输出轴固定连接，伺服电机接入控制系统。6.根据权利要求1所述的基于导电滑环走线的三级倒立摆系统，其特征在于，在第三关节处，所述三级摆杆与二级摆杆通过三级转轴转动连接，三级转轴上依次安装有三级摆杆的一端、卡簧垫片、平垫、二级摆杆的一端；三级转轴内部安装三级角度传感器，三级角度传感器测量轴与安装在三级转轴另一面的转动块固定连接，三级角度传感器的导线从三级转轴的内部引出，经二级摆杆的条形槽、扇形开口，接到二级导电滑环...
【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，纪鸿宇，张新，曾亿山，胡乐乐，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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