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参数可行性计算： 转轴承受应力：
t=T/W=T/0.2d^3=3.15N/mm<[t] 45号刚 [t]=29.4~39.2
悬臂承受应力: (屈服应力) σ=F/A=1.63Mpa< [σ] [σ]=140Mpa
电机扭矩
M=FL=0.588Nm<0.627Nm Mf=0.627Nm
倒立摆的开机操作及电位器零位调整方法
倒立摆放在平整的桌面上，在桌子的附近要有一台电脑。拿出电源线，首先插好电源线，然后用内六角扳手把固定摆杆和悬臂的夹箍松开。再检查有无螺丝松动，若有螺丝松动请上紧！
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打开倒立摆的电源，打开电源的同时最好用手扶助摆杆，当摆杆和悬臂打到倒立摆黑色固定限位垫圈时等待大概30秒的时间悬臂开始震动，此时用手轻轻的扶助悬臂和摆杆到倒立的位置，倒立摆就可以正常工作了。
3、以上操作倒立摆不能正常工作，此时可以关掉电源然后重新打开电源，再重复以上的操作。如果多次开关机后仍然不能正常工作，可以判断电位器的零位不对，需要调整倒立摆电位器的零位。 以下重点介绍电位器的零位调整方法：
首先关掉电源，然后放倒倒立摆打开倒立摆的底盖，拔掉电源板上电机线插头（电源板上有散热器很好确认，电机线插头在集成块A3952附近，两芯的大插头）。
松开倒立摆的电位器固定螺丝参照图4：A、B、C、D、E五个螺丝然后用一字螺丝刀调整电位器调节处T1、T2就行了。
注： 倒立摆电位器零位调整参照图（先松开A、B、C、D、E等5个电位器固
定螺丝，再调T1、T2电位器调节处
1.打开倒立摆的电源观察PC上显示的和倒立摆实际的位置是否一致，如果不一致调节T1、T2使得倒立摆实际的位置和PC中显示的位置一样就行了。 2.调节完毕后固定螺丝，固定时千万要小心先固定B然后固定C、D、E最后固定A。
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3.螺丝固定后，看此时倒立摆的摆杆和悬臂位置是否和PC显示的一致，若此时还是一致说明电位器的零位调节成功！关掉倒立摆电源。 4.插上电源板上电机插头（红、黑两色），上好底盖。 5.打开倒立摆此时倒立摆应该能正常工作了。
2.3驱动与控制算法
一级旋转式倒立摆系统由一个水平旋臂和一级摆杆组成，旋臂由电机驱动在 水平面内作圆周运动，通过耦合作用带动摆杆转动。假设一级旋转式倒立摆系统中，旋臂的长度和质量分别为L。、m。，相对其水平方向零位的角位移为0 1，角速度为反，摆杆的长度和质量分别为L2、m2，相对其竖直方向零位的角位移为秒2，角速度为分：，电位器质量为In3。建立如图2-1所示坐标系。
Y 图2—1旋转式倒立摆参考坐标系
1．系统总动能 (1)摆杆动能
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旋臂和摆杆的连接点为B。对于距B点Z2处、长为dl的--4,段，其坐标为：
（2）悬臂动能
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（3）旋臂与摆杆连接处电位器动能
2．系统总势能
以摆杆自然下垂时质心所在平面为零势能面，则系统的总势能为：
控制算法 1．PID控制
通常的做法是通过对倒立摆系统物理模型进行力学分析，建立其动力学模型， 设计出PID控制器实现稳定控制。但是由于PID参数的选择通常采用尝试法进行，、根据设计者的经验不断尝试设定，因此往往不能从推理上给出令人满意的设计方案。 2．现代控制算法
现代控制算法是通过分析倒立摆数学模型，建立其动力学模型，然后利用状 态空间理论推导出状态方程和输出方程‘51。利用现代控制理论可以设计一个
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2013年电子设计大赛旋转倒立摆资料
