Stanowisko eksperymentalne typu wahadło na wózku: konstrukcja, modelowanie, identyfikacja, sterowanie oparte na modelu, wdrożenie

• Autorzy: Arent K. , Szulc M.

Warianty tytułu

EN

Experimental stand with a pendulum on a cart: construction, modelling, identification, model based control and deployment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono stanowisko eksperymentalne układu wahadła na wózku i na jego tle omówiono wszystkie kluczowe zagadnienia dotyczące wytworzenia modelu matematycznego, algorytmu sterowania opartego na modelu i wdrożeniu tego algorytmu na platformie sprzętowej. W zakresie modelowania zebrano działania wykorzystujące obliczenia symboliczne w Mathematica, modelowanie 3D w Autodesk Inventor, modelowanie fizyczne w SimMechanics, estymację parametrów w Simulinku. W kontekście sterowania zestawiono operacje w zakresie projektowania w Control Toolbox i Simulinku, automatycznego generowania kodu w Embedded Coder, implementacji kodu w środowisku FreeRTOS. Ocenę poprawności działań i zaproponowanych rozwiązań oparto na podstawie wyników eksperymentów zawartych w pracy.

EN

This work presents an experimental stand - a pendulum on a cart. It is discussed, with this background, all the key issues concerning development of a mathematical model and model based control algorithm, and deployment of this algorithm to a target hardware platform. I the scope of modelling we integrated symbolic computations in Mathematica, 3D CAD modelling in Autodesk Inventor, physical modelling in SimMechanics, parameters estimation in Simulink. In the context of control, we integrated operations covering control design in Control Toolbox, automatic code generation in Embedded Coder, implementation of the resulted code in FreeRTOS. The assessment of the correctness of activities and proposed solutions is based on the results of the experiments contained in the work.

Słowa kluczowe

PL

robot edukacyjny; robot społeczny; sterowanie robotem; algorytm sterowania

EN

educational robot; social robot; robot control; control algorithm

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2018
• Tom: z. 196
• Strony: 365--376
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Arent K.

• Katedra Cybernetyki i Robotyki, Politechnika Wrocławska, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

autor

Szulc M.

• Wydział Elektroniki, Politechnika Wrocławska, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• [1] K. Arent, W. Domski, M. Cholewiński. Deployment of model based robotic control algorithms, designed using Matlab/Simulink, in the form of OROCOS components operating under Linux Xenomai. W: 20th Int. Conf. on Methods and Models in Automation and Robotics (MMAR). 2015, s. 632-637.
• [2] D. Chatterjee, A. Patra, H.K. Joglekar. Swing-up and stabilization of a cart-pendulum system under restricted cart track length. Systems & Control Letters, 2002, wolumen 47, numer 4, s. 355-364.
• [3] E. Jezierski. Dynamika robotów. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne 2006.
• [4] A. Klama. Wdrażanie algorytmów sterowania zapisanych w simulinku w systemach wbudowanych. Praca magisterska, Politechnika Wrocławska, 2013.
• [5] W. Lipieta. Szybkie prototypowanie i implementacja odpornych algorytmów sterowania na dydaktycznym stanowisku laboratoryjnym. Praca magisterska, Politechnika Wrocławska, 2016.
• [6] J.W. Polderman, J.C. Willems. Introduction to Mathematical Systems Theory. Springer, New York, NY 1998.
• [7] M. Szulc. Prosty układ mechaniczny do szybkiego prototypowania algorytmów sterowania. Praca magisterska, Politechnika Wrocławska, 2010.
• [8] C.M. Wronka. Modeling and control of a robotic manipulator with base disturbances. Rozprawa doktorska, Heriot-Watt University, 2009.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).