Le pendule de roue de réaction (RWP) est un dispositif de type pendule inversé conçu pour l’enseignement et la recherche sur le contrôle. Du point de vue de la théorie du contrôle, RWP est un système instable et non linéaire dans une certaine mesure similaire au pendule inversé. Pour basculer et stabiliser le système en position verticale, le moteur à courant continu entraîne une roue de réaction (un type de volant) vers l’avant et vers l’arrière. La direction et le couple appropriés produits par le moteur à courant continu sont calculés par un algorithme de contrôle de rétroaction. L’algorithme de contrôle est conçu, ajusté et exécuté sur un seul PC avec l’environnement MATLAB / Simulink en utilisant la technique de conception basée sur le modèle.
Le RWP est équipé d’une interface d’alimentation et d’une carte d’E / S analogique et numérique polyvalente. Le système sert à tester et vérifier dans la pratique des algorithmes de contrôle linéaires et non linéaires. Les algorithmes de contrôle sont conçus et préparés dans l’environnement MATLAB / Simulink et exécutés en tant que procédure en temps réel sur le même PC.
L’appareil est équipé d’un moteur à courant continu contrôlé par PWM qui entraîne un volant. Tout changement de vitesse de rotation de la roue de réaction influence la vitesse de rotation de la tige pendulaire en conséquence de la conservation du moment cinétique. Le centre de masse de la tige peut être ajusté avec un contrepoids affectant ainsi la dynamique du RWP.
Lorsque le centre de la masse est réglé au-dessus du point de pivot, RWP devient un pendule inversé – un système instable qui nécessite un contrôle actif pour maintenir la position verticale. En cas de centre de la masse sous le point de pivot, RWP devient un système oscillant stable.
La troisième option consiste à placer le centre de la masse dans l’axe de rotation, ce qui rend le RWP entièrement équilibré et stable en chaque point. L’angle de la tige et du volant est mesuré avec des codeurs incrémentaux. Pour transférer les signaux de puissance et de données à partir de la bague collectrice du codeur de volant moteur est utilisée. L’avantage de cette structure est un mouvement illimité sans risque de destruction du câblage.
