[发明专利]一种基于便捷式机械臂的自动控制理论实验教学系统

摘要

本发明公开了一种基于便捷式机械臂的自动控制理论实验教学系统，包括参数设置单元、控制单元、执行单元、动作参数采集单元以及实验平台监控端；其中执行单元包括被控机械臂；参数设置单元包括参数设置模块和参数显示模块；控制单元通过无线通信模块与实验平台监控端信号连接。本发明能够使学生根据欲验证的自动控制算法进行参数设置并实现动手操作，通过实际操作中不断的改变设置参数来加深对自动控制理论的学习掌握；本发明能够通过实物实验使学生更加直观地进行自动控制理论学习并激发学生的学习兴趣，使他们不再感到控制理论学习是抽象和枯燥的。本发明的结构简单、易于实现，具备普遍应用于大专院校学生自动化理论实验课的前景。

主权项

一种基于便捷式机械臂的自动控制理论实验教学系统，其特征在于，包括参数设置单元、控制单元、执行单元、动作参数采集单元以及实验平台监控端；其中执行单元包括被控机械臂；参数设置单元包括参数设置模块和参数显示模块；所述控制单元通过无线通信模块与实验平台监控端信号连接；所述参数设置单元用于学生在验证自动控制算法时，可自行设置该自动控制算法的参数、执行单元的工作参数以及执行单元中被控机械臂的期望方位角和期望俯仰角，并通过参数设置单元传送给所述控制单元；所述控制单元将所述执行单元的工作参数传送给所述执行单元，所述执行单元按照设定的工作参数运行；所述控制单元同时向所述动作参数采集单元发送开始工作的信号，所述动作参数采集单元接收到所述控制单元发送来的开始工作的信号后，开始采集所述执行单元的被控机械臂的输出臂在方位角方向和俯仰角方向的加速度和速度，并将获得的信号传送给所述控制单元；所述控制单元根据获得的输出臂在方位角方向和俯仰角方向的加速度和速度，计算所述输出臂的方位角和俯仰角，并传送给所述参数设置单元予以显示；学生通过观察所述参数设置单元的参数显示模块显示的被控机械臂的输出臂的期望俯仰角与俯仰角变化曲线，调整该自动控制算法的参数和所述执行单元的工作参数，直至得到所述被控机械臂的输出臂的方位角和俯仰角达到期望的角度；所述控制单元还用于将输入所述参数设置单元的各参数以及参数设置单元的参数显示模块显示的被控机械臂的输出臂的期望俯仰角与俯仰角变化曲线通过无线通信模块发送给所述实验平台监控端。