全文摘要
实用新型公开了一种基于嵌入式系统的电机半实物仿真平台，具体涉及电机实验技术领域。基于嵌入式系统的电机半实物仿真平台、可扩展性强，成本较低。该基于嵌入式系统的电机半实物仿真平台，包括电机、编码器、驱动器和核心板，核心板采用STM32F103ZET6，电机固定于电机支架上，电机的输入端连接驱动器，输出端通过联轴器连接编码器，编码器固定于编码器支架上，编码器的输出端连接核心板，驱动器的输入端连接核心板。电机支架呈L型，其竖直面上设有第一通孔，电机的输出轴穿过第一通孔连接联轴器，编码器支架呈L型，其竖直面上设有第二通孔，编码器的轴穿过第二通孔连接联轴器，第一通孔与第二通孔的高度相等。
主设计要求
1.基于嵌入式系统的电机半实物仿真平台，其特征在于，包括电机、编码器、驱动器和核心板，电机固定于电机支架上，电机的输入端连接驱动器，输出端通过联轴器连接编码器，编码器固定于编码器支架上，编码器的输出端连接核心板，驱动器的输入端连接核心板。
设计方案
1.基于嵌入式系统的电机半实物仿真平台，其特征在于，包括电机、编码器、驱动器和核心板，电机固定于电机支架上，电机的输入端连接驱动器，输出端通过联轴器连接编码器，编码器固定于编码器支架上，编码器的输出端连接核心板，驱动器的输入端连接核心板。
2.如权利要求1所述的基于嵌入式系统的电机半实物仿真平台，其特征在于，所述电机支架呈L型，其竖直面上设有第一通孔，电机的输出轴穿过第一通孔连接联轴器。
3.如权利要求2所述的基于嵌入式系统的电机半实物仿真平台，其特征在于，所述编码器支架呈L型，其竖直面上设有第二通孔，编码器的轴穿过第二通孔连接联轴器。
4.如权利要求3所述的基于嵌入式系统的电机半实物仿真平台，其特征在于，所述第一通孔与第二通孔的高度相等。
5.如权利要求3所述的基于嵌入式系统的电机半实物仿真平台，其特征在于，所述核心板采用STM32F103ZET6。
6.如权利要求1-5任一所述的基于嵌入式系统的电机半实物仿真平台，其特征在于，电机驱动编码器运动，编码器的脉冲信号输送至核心板，核心板对脉冲信号计数得到电机的转速；核心板通过串口线与主控制器相连接，核心板将当前电机的转速发送至主控制器，主控制器将得到的数据通过离散控制模型进行运算，并将运算后的控制量通过串口线发送至核心板，核心板收到控制量并将控制量转换成周期信号的占空比，将信号通过导线输出给电机驱动，电机驱动将信号转换成电压输出给电机。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及电机实验技术领域，具体涉及一种基于嵌入式系统的电机半实物仿真平台。
背景技术
传统电机学实验中以实物操作作为单一实验手段，不便于扩充新的实验项目，而且实验系统一般成本较高。传统的基于Simulink的电机仿真实验虽然具有一定的扩展性，但是对于电机这种复杂的控制对象，单纯依靠仿真软件也并不能很好的反映电机的动态特性，不利于同学们深入了解电机的结构与驱动方式。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于嵌入式系统的电机半实物仿真平台，该仿真平台具有扩展性，能够形象直观的仿真电机教学实验。
本实用新型具体采用如下技术方案：
基于嵌入式系统的电机半实物仿真平台，包括电机、编码器、驱动器和核心板，电机固定于电机支架上，电机的输入端连接驱动器，输出端通过联轴器连接编码器，编码器固定于编码器支架上，编码器的输出端连接核心板，驱动器的输入端连接核心板。
优选地，所述电机支架呈L型，其竖直面上设有第一通孔，电机的输出轴穿过第一通孔连接联轴器。
优选地，所述编码器支架呈L型，其竖直面上设有第二通孔，编码器的轴穿过第二通孔连接联轴器。
优选地，所述第一通孔与第二通孔的高度相等。
优选地，所述核心板采用STM32F103ZET6。
优选地，电机驱动编码器运动，编码器的脉冲信号输送至核心板，核心板对脉冲信号计数得到电机的转速；核心板通过串口线与主控制器相连接，核心板将当前电机的转速发送至主控制器，主控制器将得到的数据通过离散控制模型进行运算，并将运算后的控制量通过串口线发送至核心板，核心板收到控制量并将控制量转换成周期信号的占空比，将信号通过导线输出给电机驱动，电机驱动将信号转换成电压输出给电机。
本实用新型具有如下有益效果：
1)该基于嵌入式系统的电机半实物仿真平台，通过使用联轴器，能够更好的通过电机的运转带动编码器进行转数的测量，从而更精确的获取电机的速度，提高了该装置的精确性；
(2)该基于嵌入式系统的电机半实物仿真平台，通过设置有电机支架，能够更好的固定电机，避免在使用的过程中造成倾倒脱落的现象，通过设置有编码器支架，能够更好的固定编码器，避免编码器在电机转动过程中产生晃动，提高了该装置的稳定性；
(3)该半实物仿真系统可以应用于电机学相关的各种实验，可扩展性强，成本较低，而且结合Simulink仿真软件，也可以用于相关的自动控制原理的课程实验，应用于高校实验室的建设有其独特的优势。目前的市面上的半实物仿真系统一般都是大型的，服务于军工和大型实验室的，一般基于大型处理器，成本较高。而本半实物仿真系统基于STM32微处理器，性能足够用于实验教学，同时成本低，体积小，方便维护和移动，应用于高校实验教学有着其独特的优势。同时，该实验平台可以比较容易的通过Simulink的网络接口组件接入网络，实现远程实验。
附图说明
图1为基于嵌入式系统的电机半实物仿真平台的主视图；
图2为基于嵌入式系统的电机半实物仿真平台的整体结构实体图；
图3为基于嵌入式系统的电机半实物仿真平台俯视图。
其中，1为电机，2为电机支架，3为联轴器，4为编码器支架，5为编码器，6为驱动器，7为核心板，8为电源，9为第一通孔，10为第二通孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型的具体实施方式做进一步说明：
如图1-图3所示，基于嵌入式系统的电机半实物仿真平台，包括电机1、编码器5、驱动器6和核心板7，核心板7采用STM32F103ZET6，电机1固定于电机支架2上，电机的输入端连接驱动器6，输出端通过联轴器3连接编码器5，编码器5固定于编码器支架4上，编码器5的输出端连接核心板7，驱动器6的输入端连接核心板7，核心板上连接电源8。
电机支架2呈L型，其竖直面上设有第一通孔9，电机1的输出轴穿过第一通孔9连接联轴器3，编码器支架4呈L型，其竖直面上设有第二通孔10，编码器5的轴穿过第二通孔10连接联轴器3，第一通孔9与第二通孔10的高度相等。
编码器与电机通过联轴器相连接，电机带动编码器运动，编码器的脉冲信号输出端与STM32F103ZET6核心板通过PA12端口相连接，将脉冲信号输入到端口中，STM32F103ZET6核心板对脉冲信号进行计数，得到当前电机的转速。STM32F103ZET6核心板3的串行通信端口通过串口线与电脑相连接，并遵循串口通信协议将当前电机的转速发送给主控制器，主控制器上的Simulink软件通过其串口通信组件接收来自STM32F103ZET6的串口数据，并将得到的数据送到用户已经设计好的离散控制模型里进行运算，运算完成后，Simulink再通过其串口通信组件将运算后的控制量通过串口线发送给STM32F103ZET6核心板，核心板收到控制量后，将控制量转换成周期信号的占空比，并通过其输出比较功能，将PWM信号通过导线输出给电机驱动，电机驱动则将PWM信号转换成电压输出给电机，从而完成整个模型的信息传递。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920067621.X
申请日:2019-01-16
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:95(青岛)
授权编号:CN209690732U
授权时间:20191126
主分类号:G05B17/02
专利分类号:G05B17/02
范畴分类:40E;
申请人:山东科技大学
第一申请人:山东科技大学
申请人地址:266590 山东省青岛市黄岛区经济技术开发区前湾港路579号
发明人:朱然;侯凯祥;宋保业;许琳
第一发明人:朱然
当前权利人:山东科技大学
代理人:陈海滨
代理机构:37252
代理机构编号:青岛智地领创专利代理有限公司 37252
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计