一種便攜式伺服電機位置pid控制實訓(xùn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于教學(xué)實驗設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種實驗、培訓(xùn)用設(shè)備，尤其是一種便攜式伺服電機位置PID控制實訓(xùn)裝置；該伺服電機PID控制實訓(xùn)裝置能夠使用硬件PID電路控制伺服電機。
【背景技術(shù)】
[0002]PID是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的一種控制方式，PID調(diào)節(jié)儀表也是工業(yè)控制中最常用的儀表之一，PID適用于需要進行高精度測量控制的系統(tǒng)，可根據(jù)被控對象自動演算出最佳PID控制參數(shù)。雖然PID控制系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，但是應(yīng)用于教學(xué)方面的簡單實用的產(chǎn)品卻很少。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于，針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供設(shè)計一種便攜式伺服電機位置PID控制實訓(xùn)裝置，以解決上述技術(shù)問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型給出以下技術(shù)方案:
[0005]一種便攜式伺服電機位置PID控制實訓(xùn)裝置，包括箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)置有實驗平臺，所述實驗平臺設(shè)置有電機模型單元、數(shù)字顯示單元、電源轉(zhuǎn)換單元以及電路單元，所述電機模型單元、數(shù)字顯示單元、電源轉(zhuǎn)換單元以及電路單元均連接或集成到實驗平臺內(nèi)部的PCB面板；其特征在于:
[0006]所述電機模型單元包括電動機和角度傳感器，所述電動機與角度傳感器均固定在PCB面板上，所述電動機的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有滾輪A，所述角度傳感器上設(shè)置有滾輪B，滾輪A與滾輪B之間通過傳動裝置連接，
[0007]所述數(shù)字顯示單元包括角度表，所述角度表與角度傳感器相連，
[0008]所述電源轉(zhuǎn)換單元包括電源轉(zhuǎn)換電路以及電源轉(zhuǎn)換插口，
[0009]所述電路單元包括PID參數(shù)調(diào)節(jié)電路、電動機驅(qū)動電路、角度設(shè)定電路、輸入加法器電路、輸出加法器電路以及擾動開關(guān)，所述PID參數(shù)調(diào)節(jié)電路包括比例增益P控制單元、積分時間I控制單元以及微分時間D控制單元，所述比例增益P控制單元配合有比例增益P控制單元電位器，所述積分時間I控制單元配合有積分時間I控制單元電位器，所述微分時間D控制單元配合有微分時間D控制單元電位器。
[0010]優(yōu)選地，所述滾輪A的直徑小于滾輪B的直徑；滾輪A的直徑小于滾輪B的直徑，能夠增加角度傳感器的檢測精度。
[0011]優(yōu)選地，所述傳動裝置為皮帶或者O型圈；采用皮帶或者O型圈作為傳動裝置不僅能夠起到轉(zhuǎn)動作用，而且能夠有效避免出現(xiàn)滑脫現(xiàn)象，以確保傳動效果。
[0012]優(yōu)選地，所述箱體內(nèi)側(cè)設(shè)置有彈性防護層；通過在箱體內(nèi)側(cè)設(shè)置彈性防護層能夠有效保護實驗平臺上的電位器等器件，避免其受到損害。
[0013]優(yōu)選地，所述彈性防護層為彈性海綿層；采用彈性海綿層不僅能夠起到保護電位器等器件的作用，而且節(jié)省成本，便于安裝。
[0014]優(yōu)選地，所述彈性海綿層的厚度為2mm至4mm ;將彈性海綿層的厚度設(shè)置為2mm至4mm，既能夠起到防護作用，又能夠降低生產(chǎn)成本。
[0015]優(yōu)選地，所述彈性海綿層的厚度為3mm ;將彈性海綿層的厚度設(shè)置為3mm，既能夠有效的起到防護作用，又能夠節(jié)省成本。
[0016]本實用新型的有益效果在于，通過在實驗平臺上設(shè)置電機模型單元，將電動機與角度傳感器通過傳動裝置連接，能夠現(xiàn)場模擬電動機受角度傳感器產(chǎn)生的電壓的反饋情況，并通過角度傳感器采集電動機的轉(zhuǎn)速，然后將采集到的轉(zhuǎn)速值傳送至數(shù)字顯示單元予以顯不;
[0017]通過設(shè)置電源轉(zhuǎn)換單元，能夠?qū)崿F(xiàn)電動機驅(qū)動電壓的調(diào)整，并反饋角度傳感器的輸出電壓；
[0018]通過設(shè)置電路單元能夠完成對電機模型單元的PID控制操作，擾動開關(guān)的設(shè)置能夠產(chǎn)生反饋電壓，以影響電動機的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)電動機的位置閉環(huán)控制。此外，本實用新型設(shè)計原理可靠，結(jié)構(gòu)簡單，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。
[0019]由此可見，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有實質(zhì)性特點和進步，其實施的有益效果也是顯而易見的。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型提供的一種便攜式伺服電機位置PID控制實訓(xùn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為圖1中實驗平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]其中，1-箱體，2-實驗平臺，3-彈性防護層，21-電機模型單元，22-數(shù)字顯示單元，23-電源轉(zhuǎn)換單元，24-電路單元，211-滾輪A，212-滾輪B，213-傳動裝置，231-電源轉(zhuǎn)換電路，232-電源轉(zhuǎn)換插口，241- PID參數(shù)調(diào)節(jié)電路，242-電動機驅(qū)動電路，243-輸入加法器電路，244-輸出加法器電路，245-擾動開關(guān)，246-角度設(shè)定電路，2411-比例增益P控制單元，2412-比例增益P控制單元電位器，2413-積分時間I控制單元，2414-積分時間I控制單元電位器，2415-微分時間D控制單元，2416-微分時間D控制單元電位器。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖并通過具體實施例對本實用新型進行詳細闡述，以下實施例是對本實用新型的解釋，而本實用新型并不局限于以下實施方式。
[0024]實施例一:
[0025]如圖1和圖2所示，本實用新型提供的一種便攜式伺服電機位置PID控制實訓(xùn)裝置，包括箱體1，所述箱體I內(nèi)設(shè)置有實驗平臺2，所述實驗平臺2設(shè)置有電機模型單元21、數(shù)字顯示單元22、電源轉(zhuǎn)換單元23以及電路單元24，所述電機模型單元21、數(shù)字顯示單元22、電源轉(zhuǎn)換單元23以及電路單元24均連接到實驗平臺2內(nèi)部的PCB面板，
[0026]所述電機模型單元21包括電動機和角度傳感器，所述電動機與角度傳感器均固定在PCB面板上，所述電動機的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有滾輪A211，所述角度傳感器上設(shè)置有滾輪B212，滾輪A211與滾輪B212之間通過傳動裝置213連接，
[0027]所述數(shù)字顯示單元22包括角度表，所述角度表與角度傳感器相連，
[0028]所述電源轉(zhuǎn)換單元23包括電源轉(zhuǎn)換電路231以及電源轉(zhuǎn)換插口 232，
[0029]所述電路單元24包括