Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Odwrócone wahadło fizyczne – projekt i wykonanie części mechanicznej z wykorzystaniem programu Autodesk Inventor oraz środowiska Matlab/Simulink

Bijak D., Kłapyta G.

Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka

|

2014

|

z. 2-3

125--143

PL

Odwrócone wahadło fizyczne jest to urządzenie, mające za zadanie zapewnienie stabilizacji pozycji pionowej przymocowanych urządzeń, których środek ciężkości znajduje się powyżej układu napędowego [1, 2]. Badania tego typu urządzeń pozwoliły na opracowanie i rozwój różnego rodzaju platform transportowych. Popularnym środkiem transportu, będącym swego rodzaju odwróconym wahadłem fizycznym, jest pojazd ”Segway” - Human Transporter [3]. Jego dwukołowe podwozie z łatwością pokonuje nierówności na drodze podczas jazdy. Tematem artykułu jest przedstawienie procesu projektowania części mechanicznej demonstracyjnego stanowiska wahadła fizycznego wraz z systemem napędowym. W kolejnych rozdziałach przedstawiono konstrukcję mechaniczną wahadła, dobór elementów składowych stanowiska oraz układu napędowego wraz z układem przeniesienia napędu, wybrane modele 3D przygotowane do symulacji dynamicznych, dobór czujników pomiarowych wychylenia wahadła, implementację modelu matematycznego do programu Matlab/ Simulink oraz wyniki przeprowadzonych symulacji. Niniejszy artykuł stanowi podsumowanie projektu inżynierskiego, zrealizowanego w Katedrze Mechatroniki na Politechnice Śląskiej.

EN

The inverted pendulum is a physical device arranged to provide a suspended vertical position stabilization of devices with the center of gravity located above the drive system. Studies of this type of equipment led to the design and development of various types of transport platforms. A popular vehicle, which is a kind of inverted physical pendulum, is "Segway" - Human Transporter. Its two-wheeled chassis easily overcomes bumps in the road while driving. The goal of the article is to present the design of the mechanical part of the demonstrative physical pendulum including its drive system. The following chapters present the mechanical design of the pendulum, the selection of device components: constructional components, drive with the powertrain, sensors. The paper presents also selected 3D models prepared for the simulation of dynamics of the pendulum, the Matlab-Simulink implementation of its mathematical model and chosen results of simulations. This paper summarize the engineering project realised in the Chair of Mechatronics at SUT Gliwice.

2

Predictive neural network controller for hydrostatic transmission control

Nawrocka A., Kwaśniewski J.

Mechanics / AGH University of Science and Technology

|

2008

|

Vol. 27, no. 2

62-65

EN

In this paper predictive neural network controller is applied to control rotational speed of hydraulic engine hydrostatic transmission. It describes the functional structure and design principle of predictive neural network controller. This predictive neural network control method provides control linear and nonlinear systems. In this case feed forward network with one hidden layer was used. The control objective is to minimize a control cost function. Computer simulations are provided for illustration and verification. As control plant the hydrostatic transmission was chosen. The control by using the hydraulic drive is the time variant process, consequential to inconstancy parameters of hydraulic liquid (for instance: kinematic viscosity, compressibility and thickness). The efficiency of pump control is realized by use the electrohydraulic servo - system distinguish itself by a nonlinear characteristic. Finally, a predictive neural network method to control this kind of object is successfully applied.

PL

W artykule zaprezentowano koncepcję regulatora predykcyjnego bazującego na sieciach neuronowych, wykorzystanego do sterowania prędkością obrotową silnika hydraulicznego przekładni hydrostatycznej. Regulator zastosowany w predykcyjnym układzie regulacji był strojony przy użyciu sztucznych sieci neuronowych. Do badań wykorzystano sieć jednokierunkową, jednowarstwową. Zasadniczym zadaniem układu jest minimalizacja określonej funkcji kryterialnej. Ostatnia część artykułu jest zestawieniem wyników badań zaproponowanego układu regulacji do sterowania obiektem nieliniowym. Jako obiekt do badań wykorzystano przekładnię hydrostatyczną. Zbudowana jest ona z pompy o zmiennej wydajności i silnika o stałej chłonności. Do sterowania wydajnością pompy wykorzystano elektrohydrauliczny układ sterujący. Układ ten składa się z siłownika hydraulicznego sprzężonego tłoczyskiem z wychylnym wirnikiem pompy oraz elektrohydraulicznego serwozaworu przepływowego. Obiekt ze względu na swoje właściwości jest nieliniowy i niestacjonarny.

3

Fuzzy logic controller for one-way SMA actuator

Dominik I., Kwaśniewski J.

Mechanics / AGH University of Science and Technology

|

2008

|

Vol. 27, no. 3

104-109

EN

Fuzzy logic controllers are well known and often used for their ability to control nonlinear objects in an easy and efficient way. In the article fuzzy logic controller was chosen to control displacement of one-way actuator where the movement in one-way was realized by SMA wire while an external load was responsible for the way back. The SMA wire is characterized by one of the highest in technology weight ratios, which describes the ratio of maximum external load to its own weight. It allows for building miniature devices which are extremely efficient. Mostly SMA wires are applied as on-off actuators. Having built a test stand with SMA wire the research on selection of an appropriate method control was launched to control displacement. Eventually a fuzzy controller was implemented into PLC controller made by Omron. On that way in future it will be easier to emigrate from the PLC platform to a dedicated embedded microprocessor. The fuzzy controller was built as a task controller, where the specialized controllers for particular stages of the systems' operation were distinguished. They allowed for accurate and fast SMA wire control. The design controller allows for position control with +/- 0.1 % accuracy with time response below 0.4 s.

PL

Regulatory rozmyte są dobrze znane i często stosowane z powodu ich zdolności do sterowania obiektami nieliniowymi w prosty i skuteczny sposób. W artykule regulator rozmyty został wybrany do sterowania pozycją jednostronnego aktuatora, gdzie za przemieszczenie w jednym kierunku odpowiada cięgno ze stopu z pamięcią kształtu (SMA), a za ruch powrotny odpowiada zewnętrzne obciążenie. Cięgno SMA charakteryzuje się jednym z największych współczynników wagowych, które są zdefiniowane jako stosunek maksymalnego zewnętrznego obciążenia do masy własnej aktuatora. Pozwala to na zbudowanie miniaturowych urządzeń, które są wyjątkowo wydajne. Ogólnie, cięgna SMA są stosowane jako obiekty dwustanowe. Po zbudowaniu stanowiska badawczego przeprowadzono szereg badań w celu znalezienia sposobu regulacji, który w sposób zadowalający będzie sterował położeniem cięgna. Ostatecznie regulator rozmyty został zaimplementowany w sterowniku PLC firmy Omron. Pozwoli to w przyszłości na stosunkowo łatwą i szybką emigrację z platformy PLC do dedykowanego wbudowanego mikroprocesora. Regulator rozmyty został zbudowany jako regulator zadaniowy, gdzie zostały wyróżnione wyspecjalizowane regulatory dla odpowiednich etapów sterowania, czego efektem było dokładne i szybkie sterowanie obiektem. Zaprojektowany regulator rozmyty pozwala na zrealizowanie sterowania pozycyjnego z dokładnością +/- 0,1% dla czasu odpowiedzi poniżej 0,4 s.