[發(fā)明專利]機(jī)電一體的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810883934.2
• 申請(qǐng)日: 2018-08-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108831266A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹強(qiáng);曾艷紅;姜帥帥;熊志超;張俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢輕工大學(xué)
• 主分類號(hào): G09B23/18
• 分類號(hào): G09B23/18
• 代理公司: 深圳市世紀(jì)恒程知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44287
• 代理人: 胡海國(guó)

本發(fā)明公開(kāi)一種機(jī)電一體的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其中機(jī)電一體的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，包括控制模塊、溫度PID閉環(huán)控制模塊、計(jì)長(zhǎng)定位模塊及步進(jìn)控制模塊；溫度PID閉環(huán)控制模塊，用于接收控制模塊輸出的控制信號(hào)，對(duì)加熱裝置進(jìn)行溫度閉環(huán)控制；計(jì)長(zhǎng)定位模塊，用于接收控制模塊輸出的控制信號(hào)，對(duì)三相電機(jī)進(jìn)行計(jì)長(zhǎng)定位控制；步進(jìn)控制模塊，用于接收控制模塊輸出的控制信號(hào)，對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行定位控制。本發(fā)明技術(shù)方案能夠完成的實(shí)驗(yàn)種類多、功能齊全，能夠滿足現(xiàn)在機(jī)電工科類大學(xué)本科階段多種實(shí)驗(yàn)的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及實(shí)驗(yàn)儀器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種機(jī)電一體的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代控制技術(shù)的不斷前進(jìn)，工業(yè)自動(dòng)化程度不斷提高，樣式繁雜的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)層出不窮，現(xiàn)有的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)存在功能簡(jiǎn)單，模塊化設(shè)計(jì)不足，可實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)種類少的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提供一種機(jī)電一體的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，旨在提升教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的功能性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的機(jī)電一體的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括控制模塊、溫度PID閉環(huán)控制模塊、計(jì)長(zhǎng)定位模塊及步進(jìn)控制模塊；

所述溫度PID閉環(huán)控制模塊，用于接收控制模塊輸出的控制信號(hào)，對(duì)加熱裝置進(jìn)行溫度閉環(huán)控制；

所述計(jì)長(zhǎng)定位模塊，用于接收控制模塊輸出的控制信號(hào)，對(duì)三相電機(jī)進(jìn)行計(jì)長(zhǎng)定位控制；

所述步進(jìn)控制模塊，用于接收控制模塊輸出的控制信號(hào)，對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行定位控制。

優(yōu)選地，所述溫度PID閉環(huán)控制模塊包括固態(tài)繼電器、電加熱管、溫度傳感器及溫度變送器；所述固態(tài)繼電器與所述電加熱管連接，所述固態(tài)繼電器還與所述控制模塊連接；所述溫度傳感器與所述溫度變送器連接，所述溫度變送器與所述控制模塊連接。

優(yōu)選地，在進(jìn)行溫度PID閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)時(shí)，溫度傳感器測(cè)定實(shí)際溫度，控制模塊判斷所述實(shí)際溫度是否小于設(shè)定溫度值，若小于設(shè)定溫度值，所述控制模塊發(fā)出控制信號(hào)，固態(tài)繼電器開(kāi)始工作，同時(shí)電加熱管開(kāi)始加熱，當(dāng)所述實(shí)際溫度達(dá)到設(shè)定溫度值時(shí)，電加熱管停止加熱；控制模塊通過(guò)溫度實(shí)時(shí)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)恒溫閉環(huán)控制。

優(yōu)選地，所述溫度傳感器采用PT100溫度傳感器。

優(yōu)選地，所述步進(jìn)控制模塊包括接近開(kāi)關(guān)、絲桿滑塊、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器及步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器與所述控制模塊連接，所述步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器還與所述步進(jìn)電機(jī)連接；所述接近開(kāi)關(guān)與所述控制模塊連接，所述步進(jìn)電機(jī)與絲桿滑塊連接，所述接近開(kāi)關(guān)設(shè)置在絲桿滑塊的絲桿左、右兩端。

優(yōu)選地，在進(jìn)行步進(jìn)定位控制實(shí)驗(yàn)時(shí)，所述控制模塊判斷是否接收到所述接近開(kāi)關(guān)發(fā)送的限位信號(hào)，若沒(méi)有接收到限位信號(hào)時(shí)，所述控制模塊向步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出控制信號(hào)，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)角度，可使絲桿滑塊的滑塊向左或者向右移動(dòng)設(shè)定距離值；當(dāng)接收到限位信號(hào)時(shí)，所述控制模塊判斷是否為左限位信號(hào)，若是，所述控制模塊向步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出控制信號(hào)，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)角度，使滑塊向右移動(dòng)，否則向左移動(dòng)。控制模塊通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)接近開(kāi)關(guān)的限位信號(hào)，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)定位控制。

優(yōu)選地，所述接近開(kāi)關(guān)設(shè)置在絲桿滑塊的絲桿左、右兩端。

優(yōu)選地，所述計(jì)長(zhǎng)定位模塊包括編碼器、轉(zhuǎn)盤(pán)、變頻器及三相電機(jī)，所述變頻器與所述控制模塊連接，所述變頻器還與所述三相電機(jī)連接，所述三相電機(jī)的電機(jī)軸與轉(zhuǎn)盤(pán)和編碼器連接；所述編碼器與所述控制模塊電性連接。

優(yōu)選地，在進(jìn)行計(jì)長(zhǎng)定位控制實(shí)驗(yàn)時(shí)，所述控制模塊根據(jù)編碼器實(shí)時(shí)反饋的轉(zhuǎn)角信號(hào)來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)盤(pán)邊沿轉(zhuǎn)動(dòng)的當(dāng)前長(zhǎng)度值是否達(dá)到設(shè)定長(zhǎng)度值，若未達(dá)到，所述控制模塊發(fā)出控制信號(hào)至所述變頻器，所述三相電動(dòng)機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)；若當(dāng)前長(zhǎng)度值達(dá)到設(shè)定長(zhǎng)度值時(shí)，所述三相電機(jī)停轉(zhuǎn)；控制模塊通過(guò)編碼器實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)角信號(hào)反饋，實(shí)現(xiàn)計(jì)長(zhǎng)定位控制。