Simulação e Controle

Sistema Giroscópio 3DOF

Sistema Giroscópio 3DOF

4 motores para você desenvolver os mais diversos experimentos! 

O que é o Sistema Giroscópio 3DOF

O Sistema Giroscopio 3DOF é uma plataforma dinâmica experimental diversificada, ideal para o estudo dos princípios dinâmicos de rotação relacionados com as aplicações da vida real, incluindo controle de altitude, controle do momento da roda, navegação, orientação de satélites, sistemas de piloto automático e dispositivos técnicos com sensores giroscópicos, tais como smart phones, tablets ou controladores de jogos de vídeo.

Os alunos aprenderão como:

  • obter uma representação de espaço de estado (state-space) do sistema em malha aberta
  • projetar um ganho de estado-feedback para o sistema de malha fechada usando otimização Regulador Linear Quadrático (LQR)
  • simular o sistema com o controlador projetado e garantir a estabilidade do sistema
  • implementar o controlador de estado-feedback sobre o sistema e avaliar o seu desempenho

Além de ensinar conceitos de controle ativo, o Sistema Giroscópio 3 DOF também pode ser usado para pesquisas em várias áreas, incluindo controle não-linear e identificação de sistemas.

 

 

  • 4 DOF sensed and 4 DOF actuated (over-actuated) system
  • Multi-coloured yaw, roll and pitch axes for easy distinction
  • Mechanically balanced through the entire workspace
  • High-resolution optical encoders for accurate measurement
  • Slip rings provide infinite continuous motion in each DOF
  • Direct drive actuation to achieve negligible friction on all axes
  • Precise, stiff and heavy-duty machined components
  • Fully compatible with MATLAB®/Simulink® and LabVIEW™
  • Fully documented system models and parameters provided for MATLAB®, Simulink® and LabVIEWTM
  • Open architecture design allows users to design their own controller
Dimensions (W x L x H) 67.3 cm x 45.7 cm x 45.7 cm
Total mass  27.3 kg
Disc encoder resolution (in quadrature)  1024 lines/rev
Gimbal / frame resolution (in quadrature)  1000 lines/rev
Disk motor output power  44.5 W
Gimbal / frame motors output power  266 W
Rotor mass 1.91 kg
Rotor diameter    0.152 m
Rotor thickness 0.0127 m

Tópicos incluidos no courseware Quanser em idioma Inglês:

  • State space representation
  • Full-state feedback LQR control design
  • Control parameter tuning

O experimento também pode ser usado para ensinar outros tópicos que não estão incluídos no currículo desenvolvido pela Quanser.

Para configurar essa estação, você precisará dos seguintes componentes recomendados pela engenharia da Quanser:

  

for MATLAB®/Simulink® users for LabVIEW™ users
1x Q8-USB data acquisition device¹ 1x NI CompactRIO controller with 3x Quanser Q1-CRIO module³
1x AMPAQ-L4 linear current amplifier² 1x AMPAQ-L4 linear current amplifier²
QUARC real-time control software Rapid Control Prototyping Toolkit software
¹ alternatively, you can use QPID, QPIDe or any equivalent NI DAQ device supported by QUARC
² alternatively, you can use two AMPAQ-L2 amplifiers
³ alternatively, you can use Q8-USB, QPID, QPIDe or any equivalent NI DAQ device supported by RCP Toolkit

Download

  1. Sistema Giroscopio 3DOF - Ficha técnica completa
  2. Material didático para MATLAB/Simulink
  3. Artigos internacionais publicados utilizando este equipamento

 

Veja alguns videos do experimento em funcionamento:

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