1.任务
设计并制作一套简易旋转倒立摆及其控制装置。旋转倒立摆的结构如图17-4所示。电动机A固定在支架B上，通过转轴F驱动旋转臂C旋转，摆杆E旋转。摆杆E通过转轴D固定在旋转臂C的一端，当旋转臂C在电动机A驱动下作往复旋转运动时，带动摆杆E在垂直于旋转臂C的平面作自由旋转。
2.要求
（1）基本要求
图17-4 旋转倒立摆结构示意图
1）摆杆从处于自然下垂状态（摆角0°）开始，驱动电动机带动旋转臂作往复旋转使摆杆摆动，并尽快使摆角达到或超过-60°～60°。
2）从摆杆处于自然下垂状态开始，尽快增大摆杆的摆动幅度，直至完成圆周运动。
3）在摆杆处于自然下垂状态下，外力拉起摆杆至接近165°位置，外力撤除同时，启动控制旋转臂使摆杆保持倒立状态时间不少于5s；期间旋转臂的转动角度不大于90°。
（2）发挥部分
1）从摆杆处于自然下垂状态开始，控制旋转臂作往复旋转运动，尽快使摆杆摆起倒立，保持倒立状态时间不少于10s。
2）在摆杆保持倒立状态下，施加干扰后摆杆能继续保持倒立或2s内恢复倒立状态。
3）在摆杆保持倒立状态的前提下，旋转臂作圆周运动，并尽快使单方向转过角度达到或超过360°。
4）其他。
3.说明(www.xing528.com)
1）旋转倒立摆机械部分必须自制，结构要求如下：硬质摆杆E通过转轴D连接在旋转臂C边缘，且距旋转臂C轴心距离为（20±5）cm；摆杆的横截面为圆形或正方形，直径或边长不超过1cm，长度在（15±5）cm范围内；允许使用传感器检测摆杆的状态，但不得影响摆杆的转动灵活性；图17-4中支架B的形状仅作参考，其余未作规定的可自行设计结构；电动机自行选型。
2）摆杆要能够在垂直平面灵活旋转，检验方法为：将摆杆拉起至水平位置后松开，摆杆至少能够自由摆动3个来回。
3）除电动机A之外，装置中不得有其他动力部件。
4）摆杆自然下垂状态是指摆角为0°位置，见图17-5。
图17-5 摆杆位置示意图
5）摆杆倒立状态是指摆杆在-165°至165°范围内。
6）基本要求（1）、（2）中，超过30s视为失败；发挥部分（1）超过90s视为失败；发挥部分（3）超过3分钟即视为失败；以上各项，完成时间越短越好。
7）摆杆倒立时施加干扰的方法是，以15cm长细绳栓一只5克砝码，在摆杆上方将砝码拉起15°～45°，释放后用砝码沿摆杆摆动的切线方向撞击摆杆上端1～2cm处；以抗扰动能力强弱判定成绩。
8）测试时，将在摆杆后1～2cm处固定一如图17-5所示轻质量角器，以方便观察摆杆的旋转角度。
4.评分标准
表17-4 给出了简易旋转倒立摆及控制装置项目的评分标准。
表17-4 简易旋转倒立摆及控制装置评分标准
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