Un apparato compatto e autonomo da montare sul banco, progettato per consentire agli studenti di tutti i livelli accademici di studiare i principi di controllo di base e avanzati, incluso il controllo di sistemi naturalmente instabili.
Funzionalità Principali
L'apparato Ball and Beam illustra i problemi di controllo dei sistemi instabili, come quelli di un razzo o un missile durante il lancio, che necessitano di un controllo attivo per evitare che il missile diventi instabile e si ribalti.
- Componenti:
- Sfera di Acciaio: Libera di rotolare su due fili paralleli tesi.
- Trave Rotante: I fili sono montati su una trave che ruota al centro.
- Servomotore: Controlla l'angolo del fascio.
- Sensori: Misurano l'angolo del fascio e la posizione della sfera.
Problema di Controllo
Il problema di controllo di base consiste nel variare l'angolo del raggio per controllare la posizione della palla. Essendo un doppio integratore, il sistema è naturalmente instabile e richiede un controllo di feedback attivo utilizzando metodi di anticipo di fase.
Argomenti Trattati
- Misurazione della dinamica del sistema mediante metodi transitori e a ciclo chiuso
- Progettazione di compensatori di anticipo di fase analogici
- Progettazione di ricostruttori di stato per ottenere stime della velocità e della posizione della palla
Questo apparato rappresenta uno strumento didattico essenziale per l'apprendimento dei principi di controllo nei sistemi instabili.
