从操场秋千到起重机防摇：一种主动摆实验
物理教育
2023-03-06 v1
摘要
动力学是机械与航空航天工程专业的骨干学科，且随着控制在现代应用中的普遍化，机电一体化领域已广受欢迎。机电一体化指融合机械、控制、电子与计算等工程学科的工程领域。为创建用于演示桌面机电一体化系统的测试平台，本文详述了一种主动摆的设计与制作，其长度可使用电磁阀实时改变。这可用于演示两个概念：（1）摆振荡的阻尼，模拟起重机的 sway；（2）振荡的放大，模拟操场秋千的 pumping。本文描述了实验验证前的步骤，包括：建模、系统辨识、信号处理与控制器实现。数值仿真用于控制器原型设计，并最终将仿真结果与实验结果比较。所有实验结果表明仿真与实验结果高度吻合。为便于实验复现，设计细节与控制器实现代码已发布于公共仓库。
引用
@article{arxiv.2303.02044,
title = {From Playground Swings to Sway Control of Cranes: An Active Pendulum Experiment},
author = {Adrian Stein and Tarik Parcic and Tarunraj Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.02044},
year = {2023}
}