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构建一个球和光束控制系统

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资料介绍

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。

球和梁模型

因此传递函数变为如下等式所示：

传递方程

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

物理模型的尺寸

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：

电路连接

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：

LabVIEW控制仪表板

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。

控制系统光束 Arduino

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