复杂网络旋转运动同步控制实验系统及实验方法

摘要

本发明公开一种复杂网络旋转运动同步控制实验系统及实验方法。该系统利用多个围成一圈的智能嵌入式系统表示网络节点，利用投影仪在节点之间投射出的线条表示网络连边，通过嵌入式系统驱动电机旋转开展网络上机械运动的同步与控制实验。本发明利用通讯网络模拟网络拓扑结构，利用节点上的智能软件执行节点动力学和控制算法，通过节点电机转轴上的圆盘在角位置与角速度上取得一致展示同步过渡过程。本发明不但可以同时显示网络拓扑结构和该拓扑结构下的旋转运动同步过程，而且还可以实验不同控制算法的控制效果，便于学生观察网络参数和控制算法对同步稳定性和过渡过程的影响，使复杂网络同步现象变得形象直观，便于学掌握。

主权项

一种复杂网络旋转运动同步控制实验系统，其特征在于：A1.包括操纵计算机系统(1)、投影仪(2)、网络拓扑结构投影板(3)、通讯总线（12）和若干个智能运动节点(4)；A2.操纵计算机系统(1)与所有的智能运动节点(4)通过通讯总线（12）相连；A3.投影仪(2)连接到操纵计算机系统(1)，投影仪(2)的画面投射到网络拓扑结构投影板(3)上；A4.所有的智能运动节点(4)呈单绕环状安装在网络拓扑结构投影板(3)上，绕环所包围的区域为投影仪(2)的投射区域；A5.操纵计算机系统(1)安装有实验操纵软件(6)，实验操纵软件(6)包含网络拓扑结构设定与显示子模块(7)、角运动同步参数设定子模块(8)、同步控制算法设定子模块(9)和操纵通讯子模块(10)；A6.智能运动节点(4)包含嵌入式最小系统(13)、电动机驱动电路(14)、电动机(15)、角位置检测电路(16)、角位置传感器(17)和通讯接口(18)，电动机(15)输出轴上安装有角位置指示盘（19）,电动机(15)输出角位置引入到角位置传感器(17)，通讯接口(18)相连到通讯总线（12）；A7.智能运动节点(4)中安装有节点智能软件（21），节点智能软件（21）包含节点通讯子模块（22）、耦合关系模拟子模块（23）、角位置角速度检测子模块（24）、节点状态运算与控制子模块（25）和电机驱动子模块（26）。