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构建一个球和光束控制系统
张旭
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介绍
BallandBeam 项目于2019 年春季在美国国家应用科学与技术研究所 ( INSAT)开发。
访问我的个人作品集：karembenchikha.me
检查 GitHub 上的项目：https ://github.com/KaremBenChikha/BallandBeam
这是一个学校项目。任务是构建一个球和光束控制系统。
一个乒乓球坐在横梁的顶部，根据横梁的间距前后滚动。音高由连接到 Arduino 的伺服系统控制。球的位置由安装在光束末端的距离传感器测量。
PID 控制器用于控制球在梁上的位置。
物理设置
一个球被放置在一个梁上，见下图，它可以沿梁的长度以 1 个自由度滚动。杠杆臂一端连接到横梁，另一端连接伺服齿轮。当伺服齿轮转动角度θ时，杠杆将光束的角度改变α。
当角度从水平位置改变时，重力使球沿梁滚动。将为该系统设计一个控制器，以便可以操纵球的位置。
因此传递函数变为如下等式所示：
机械部分
一个简单的卡片盒就可以完成这项工作。
- 底座支撑（40 厘米 x 20 厘米）
- 2 x 支撑（20 厘米）
- 2 x 光束（34 厘米）
- 伺服马达喇叭 (5 cm)
- 杠杆喇叭（10 厘米）
- 乒乓球
这是它的样子：
电气部分
你会需要：
- 阿杜诺（纳米）
- 伺服电机
- 夏普传感器
- 电缆和跳线
- 面包板
接线应如下所示：
LabVIEW部分
首先，您应该知道如何在 Arduino 和 Linux 之间建立正确的通信。如果没有，请检查此链接。
因此，控制系统的基本仪表板应如下所示：
您应该使用正确的值调整控制参数。
如果您不想再知道如何确定这些系数，请导航至此链接。
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