Real Time Application Interface focused on servo motor control

• Autorzy: Piątek M.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie Real Time Application Interface w sterowaniu serwomechanizmem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The work describes how to use modified GNU/Linux, Real Time Application Interface operating system. It provides mechanisms for developing hard real time task and related features. System architecture and some main features are discussed. Two main parameters: latency andjitter are collected. Additionally the jitter is measured and compared with RTAI and Matlab/SimulinkŽ Real Time Windows Target. Some basic tests are performed e.g. a square wave and a sine wave were generated and results are shown. The main goal of the paper is to develop a servo motor control system. The Linear Quadratic based algorithm is used as a two layer algorithm. The proportional controller is calculated in the first layer. Paramters of this algorithm are obtained in the second layer. It benefits from the special, multilayer system structure. In comparison the same algorithm is developed with Matlab/SimulinkŽ and its Real Time Windows Target extension. The results are measured and shown in a graphical form.

PL

Artykuł opisuje wykorzystanie zmodyfikowanego systemu operacyjnego GNU/Linux - Real Time Application Interface. System ten udostępnia mechanizmy pozwalające na realizację zadań spełniających wymagania twardego czasu rzeczywistego. W pracy została omówiona budowa systemu oraz jego podstawowe cechy. Zaobserwowano i zbadano opóźnienia (latency) oraz rozrzut (jitter) wykonywania zadań, dwa główne parametry systemu czasu rzeczywistego. Rozrzut został zmierzony i porównany jako wielkość w systemie RTAI oraz w programowaniu Matlab/SimulinkŽ z dodatkiem Real Time Windows Target. Wykonano podstawowe testy systemu, np. wygenerowano falę prostokątną oraz falę sinusoidalną. Głównym celem artykułu było wykonanie układu sterowania serwomechanizmem. Wykorzystano w tym celu dwuwarstwowy algorytm bazujący na regulatorze liniowo-kwadratowym. Algorytm regulatora proporcjonalnego wykonywano w pierwszej warstwie, a jego parametry wyliczono w drugiej warstwie. Implementacja algorytmu wykorzystuje specyficzną, wielowarstwową budowę systemu operacyjnego. Dla porównania, ten algorytm został zimplementowany w środowisku Matlab/SimulinkŽ z rozszerzeniem Real Time Windows Target. Parametry pracy zostały zmierzone i przedstawione w postaci graficznej.

Słowa kluczowe

EN

RTAI; servo motor; hard real-time operating system; GNU/Linux

PL

RTAI; serwomechanizm; twarde systemy operacyjne czasu rzeczywistego; GNU/Linux

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 10, z. 2
• Strony: 187--196
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Piątek M.

• AGH University of Science and Technology, Cracow

Bibliografia

• [1] Love R.: Limux Kernel Development. Helion, 2004 (translated to Polish)
• [2] Stevens W.R.: Advanced Programming in the UNIX Environment. WNT, 2002 (translated to Polish)
• [3] Raymond E.S.: The Art of Unix Programming. Helion, 2004 (translated to Polish)
• [4] Corbet J., Rubini A., Kroah-Hartman G.: Linux Device Drivers, third edition. 0'Reilly, 2005
• [5] National Institute od Standards and Technology: Introduction to Linia for Real-Time Control. NIST, http://www.isd.mel.nist.gov/projects/rtlinux/, 2002
• [6] Proctor F.M., Shackleford W.P.: Real-time Operating System Timing Jitter and its Impact on Motor Control, SPIE Conference, 2001
• [7] Dozio L., Mantegazza P: Linux Real Time Application Interface (RTAI) in Low Cost High Performance Motion Control. A conference of ANIPLA, Associazione Nazionale Italiana per 1'Automazione (National Italian Association for Automation), Milano, Italy, 27-28 March 2003
• [8] Racciu G., Mantegazza P: RTAI 3.3 User Manual. https.7/www.rtai.org/index.php, 2006
• [9] Mitkowski W.: Stabilization of Dynamical Systems. Kraków, AGH, 1996 (in Polish)
• [10] Mrozek B., Mrozek Z.: Matlab and Simulink, User Manual. Helion, 2004 (in Polish)