# ball-levitation-control-lab

**Repository Path**: NorthBridge/ball-levitation-control-lab

## Basic Information

- **Project Name**: ball-levitation-control-lab
- **Description**: 悬浮球自动控制实验装置配套上位机软件，支持设备连接、实时数据采集与曲线显示、风扇与悬浮球控制、传感器实验，以及Arduino固件的编辑、编译和烧录。

- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-09-06
- **Last Updated**: 2026-09-06

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 悬浮球控制实验室

悬浮球自动控制实验装置配套上位机软件，用于连接控制板、采集实验数据、观察实时曲线并完成自动控制实验。

本仓库仅发布编译完成的 Windows 软件包，不提供 Qt 工程及源代码。

## 主要功能

- 通过 USB 串口连接悬浮球控制板
- 实时读取小球高度、风扇转速和 PWM 控制量
- 显示目标值、实测值及控制输出曲线
- 完成风扇手动控制、转速闭环和阶跃响应实验
- 完成 TOF 距离读取与传感器标定实验
- 完成悬浮球 PID 控制、轨迹跟踪及后续控制算法实验
- 编辑 Arduino 固件，并调用内置工具完成编译和烧录

不同版本开放的功能可能有所区别，请以对应版本的发行说明和软件界面为准。

## 下载软件

请进入本仓库的 **发行版（Releases）** 页面下载最新软件包。

建议下载最新的稳定版本。下载完成后，请先将压缩包完整解压到一个独立文件夹，再运行其中的 `.exe` 主程序。不要直接在压缩包内启动软件，也不要单独移动主程序，以免缺少依赖文件。

## 快速开始

1. 使用 USB Type-C 数据线连接悬浮球控制板与电脑。
2. 打开解压后的上位机软件。
3. 在顶部串口列表中选择控制板对应的 COM 端口。
4. 点击“连接”，确认软件显示“已连接”。
5. 软件以 115200 波特率与控制板通信，并自动执行必要的初始化操作。
6. 进入左侧相应实验页面，观察实时数据和曲线。

首次使用建议按照以下顺序操作：

1. 确认控制板能够正常连接。
2. 检查 TOF 高度数据是否连续、合理。
3. 检查风扇 PWM 控制和测速数据是否正常。
4. 使用“悬浮球控制 → 快速试验”完成第一次悬浮实验。

## 软件界面

软件界面主要分为四个区域：

- **顶部连接区：** 选择串口、连接设备并查看连接状态。
- **左侧功能区：** 选择风扇、传感器、悬浮球控制及编程实践等实验。
- **中部曲线区：** 查看目标值、实测高度、风扇转速和控制输出。
- **右侧操作区：** 设置当前实验的参数并执行相应操作。

## 配套硬件

软件面向“悬浮球自动控制实验装置”使用，标准装置包括：

- 控制底座
- 可替换转接环
- 透明圆柱筒段
- 实验小球
- USB Type-C 数据线

标准硬件配置与软件中的默认控制参数配套。更换筒段、转接环、风扇或小球后，系统工作点可能发生变化，需要重新确认 PWM 范围或调整控制参数。

## 常见问题

### 软件无法启动

确认软件包已经完整解压，并且 `.exe` 主程序与软件包内的依赖文件保持在原目录中。不要只复制一个 `.exe` 文件到其他位置运行。

### 找不到 COM 端口

检查 USB 线是否支持数据通信，尝试重新插拔设备或更换 USB 接口，并确认控制板对应的串口驱动已经正确安装。

### 串口连接失败

关闭可能正在占用该端口的 Arduino IDE、串口助手或其他上位机，然后重新选择端口并连接。

### 已连接但没有数据

确认控制板已烧录与当前软件版本配套的固件，并检查 TOF 传感器、风扇测速线和供电连接。

### 安全软件提示风险

请确认软件包下载自本仓库的正式发行版。部分安全软件可能会对未签名程序、串口通信或内置编译烧录工具给出提示；如有疑问，请先核对发行说明和文件校验信息。

## 问题反馈

使用过程中如发现问题，可以在本仓库的 **Issues** 页面反馈。为便于定位问题，请尽量提供：

- 软件版本号
- Windows 版本
- 控制板和硬件配置
- 操作步骤
- 报错信息或界面截图
- 串口日志或实验数据

## 视频教程

Bilibili：**石桥北**

建议从合集 **《悬浮球控制实验室》** 开始观看：

1. 装置介绍与上电悬浮演示
2. 配套软件介绍：连接设备与查看实时曲线
3. 快速悬浮试验
4. 后续控制算法与系统辨识实验

## 发布与授权说明

- 本仓库发布的是可执行软件包，不提供软件源代码。
- 本仓库不提供开源许可，软件包的使用和分发范围以发行页面或随附说明为准。
- 请勿将软件包冒充原创作品发布，也不要删除或篡改其中的作者及版本信息。

## 作者

石桥北

本项目将持续更新软件功能、实验内容和配套教程。