采购项目名称：直流电机倒立摆控制实验装置
采购项目编号：清设比选20231561号
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采购单位：清华大学
物资名称：直流电机倒立摆控制实验装置
采购数量：3
计量单位：套
技术参数及配置要求：共需要直流电机倒立摆实验系统3套，每套系统包含虚拟仪器平台和直流电机倒立摆实验板各1套。虚拟仪器平台和直流电机倒立摆实验板要求如下：
一、虚拟仪器平台
★1.基于USB，WiFi，Ethernet的工作站和用于电路开发与实验的可更换原型设计板。
2.多通道数据采集功能，包括模拟和数字I/O。不少于16路模拟通道（采样率1MS/s），不低于16位ADC，不少于40个数字I/O（1MS/s）；
3.数字万用表（DMM）。不低于四位半隔离数字万用表；
★4.示波器。至少4通道，不小于14位分辨率，100MS/s采样率；实时带宽50MHz，
5.函数发生器。至少2通道，DAC分辨率不小于14位，刷新率不小于100MS/s；
6.固定和可变电源（2通道±15V，500mA）；
7.电流电压分析仪和阻抗分析仪；
★8.设备提供开放的FPGA资源，可以利用LabVIEW FPGA模块进行嵌入式编程控制；
9. 产品包含40线数字IO端口，100MS/s，每根线均支持独立设置为输入或输出
#10.具有可拆卸的面包原型板，并支持通过将面包板更换为不同类型的实验板，去满足自控原理、直流电机、倒立摆、数电模电、热过程控制、传感器、信号处理、通信等实验内容的扩展、电力电子、机械控制、电能系统等；
11.设备支持Multisim的调用以及在线联调；
★12.该设备具有可以在LabVIEW，C，Python等环境下进行仪器及实验的开发功能
13.该平台可运行在Windows 10,8.1, 7等主流操作系统版本上，金属机身。
二、直流电机倒立摆实验板
1. 具有18V直接驱动式有刷直流电机，径向载荷最大值不小于5N，轴向载荷最大值不小于0.5N，电机重量200g，电机额定轴功率7W；
2. 电机标准标称扭矩不小于22Nm，标称转速不小于3050RPM，转矩常数42，终端电阻6.3Ω，转子电感1.16mH，转子惯量4E-6kgm^2；
3. 具有倒立摆与直流电机两个对象，支持通过磁吸式连接互相切换；
4. 需要包含PCI连接器，能够跟虚拟仪器综合教学实验平台连接，兼容Simulink编程；
5. 具有现成实验指导书和源程序，覆盖直流电机建模、速度控制、位置控制、稳定性分析、倒立摆建模和数字控制等环节，至少包含以下实验内容：
实验1：直流电机/旋转倒立摆系统认知
实验2：直流电机/旋转倒立摆控制系统辨识
实验3：直流电机一阶（速度），二阶（位置）系统时域分析，线性系统稳定分析法，线性系统稳态误差计算，PD时域控制器设计
实验4：基于直流电机模型的根轨迹分析与前馈补偿器
实验5：直流电机幅频、相频特性分析
实验6：超前校正补偿器的设计与验证
实验7：离散PD控制器设计与稳定性分析
实验8：旋转倒立摆控制器设计与其摆分析
实验9：旋转倒立摆状态空间
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