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Arduino球和光束控制系统
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2023-07-10
陈飞
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介绍
这是一个学校项目。任务是构建一个球和光束控制系统。
乒乓球位于横梁的顶部，根据横梁的间距前后滚动。音调由连接到 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横梁上的位置。
物理设置
一个球被放置在一根横梁上，见下图，它可以沿着横梁的长度以 1 个自由度滚动。杠杆臂的一端连接到横梁，另一端连接伺服齿轮。当伺服齿轮转动角度 theta 时，杠杆将光束的角度改变 alpha。
当角度从水平位置改变时，重力会使球沿横梁滚动。将为该系统设计一个控制器，以便可以操纵球的位置。
球梁模型
因此传递函数变为等式所示：
传递函数
机械零件
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 支架（20 厘米）
- 2 x 横梁（34 厘米）
- 伺服马达喇叭（5公分）
- 杠杆喇叭 (10 厘米)
- 乒乓球
物理模型的尺寸
这是组装之前零件的样子：
卡纸部件
电器零件
你会需要：
- 阿杜诺（纳米）
- 伺服电机
- 锐利传感器
- 电缆和跳线
- 面包板
接线应如下所示：
电路连接
LabVIEW
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：
LabVIEW仪表板
您应该使用正确的值调整控制参数。
如果您不想再了解如何确定这些系数，请导航至此链接。
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