Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 5

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  robot balansujący
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
PL
Artykuł przedstawia opracowanie koncepcji kołowego dwunożnego robota balansującego o przeznaczeniu transportowym, który ma posłużyć badaniom nad algorytmami sterowania dynamicznego. Na podstawie przeprowadzonego przeglądu stanu wiedzy określona została kinematyka robota z napędzanym kołem umieszczonym na końcu każdej kończyny. Wymiary poszczególnych części mechanizmu kończyn zostały dobrane na podstawie wyników symulacji modelu zbudowanego w programie SAM. Wykonany został również model 3D urządzenia uwzględniający mechanizmy przeniesienia napędu, dobrane silniki oraz normalia konstrukcyjne. Ostatecznie zbudowany został prototyp z elementów konstrukcyjnych wykonanych z wykorzystaniem technologii obróbki CNC, cięcie laserowego i drukarki 3D.
EN
The paper presents the development of a wheeled bipedal balancing robot intended for transport application and for conducting research on dynamic control algorithms. Robot’s kinematics with a powered wheel placed at the each leg’s end was determined on the basic of the state of knowledge. The dimensions of leg mechanism’s parts were defined taking into account the results of simulations performed on the leg model in SAM ARTAS. The robot’s 3D CAD model was also prepared, together with drive transmission mechanisms and selected motors. Finally, the robot’s prototype was built using the produced parts (CNC machining, laser cutting), supplemented with 3D printed elements.
PL
W niniejszym artykule rozważony został problem sterowania dwukołowym robotem balansującym. Celem zaprezentowanych prac było zaprojektowanie systemu sterowania tego typu obiektem z wykorzystaniem metod nowoczesnej teorii sterowania. W ramach syntezy, bazując na wyprowadzonym w oparciu o zasady dynamiki Newtona modelu, dobrana została struktura systemu sterowania w postaci regulatora wykorzystującego sprzężenie zwrotne od stanu oraz sprzężenie w przód od zadanej wartości prędkości liniowej robota. Dobór wzmocnień regulatora w sprzężeniu od stanu wykonano z wykorzystaniem technologii sterowania optymalnego z kwadratowym wskaźnikiem jakości. Ponadto, z uwagi na niedostateczną jakość pomiarów używanych w sterowaniu, opracowano dyskretny filtr Kalmana. Jakość opracowanego rozwiązania została przetestowana, przede wszystkim symulacyjnie, w środowisku Matlab/Simulink. Zawarte rozważania agregują wiedzę umożliwiającą zaprojektowanie systemu sterowania obiektami tej klasy, co może być użyteczne szczególnie w różnych aplikacjach inżynierskich.
EN
A two-wheeled balancing robot is one type of structures based on the principle of a mobile inverted pendulum. The main aim of controlling a balancing robot is to stabilise it at the upper equilibrium point and to enable its movement with the set speed. In this paper, a synthesis of a balancing robot control system has been given. Within its framework, based on the model using Newton's laws, a feedforward state-feedback control system structure has been designed. The controller parameter values have been computed using optimisation tools. More specifically, the linear-quadratic regulator (LQR) has been designed. Moreover, due to the insufficient quality of measurements used in the control system, a linear discrete Kalman filter has been developed. The complete control system has been implemented and tested in the Matlab/Simulink environment.
3
Content available Embedded controller for balancing type robot
PL
Artykuł jest podsumowaniem prac nad projektem robota balansującego typu Segway. W ramach prac zaprojektowano platformę mechaniczną, sterownik elektroniczny oraz zaimplementowano algorytm sterowania robotem. Robot wyposażony jest w cyfrowy żyroskop i silniki prądu stałego z enkoderami. Sterownik w oparciu o odczyty z czujników steruje ruchem robota równocześnie stabilizując jego położenie. Część mechaniczną projektu wykonano przy użyciu oprogramowania CAD (SolidWorks). Zbudowane modele mechaniczne zaimportowano do środowiska MATLAB/Simulink, w którym opracowano i przetestowano sterownik. W trakcie prac wykorzystano techniki projektowania w oparciu o modele (ang. Model Based Design).
EN
The article is a summary of the Segway two-wheel balancing robot project. The project included design of the mechanical platform and implementation of control algorithm on the controller. The robot contains digital gyroscopes and DC motors with encoders. The controller based on measurements from the sensors stabilizes the robot in an upright position and allows it to move. The mechanical part was designed using CAD (SolidWorks), and then imported into Simulink environment. The design techniques based on models (Model Based Design) were used.
EN
Our aim is the construction and steering of a two-wheeled balancing robot. It is a mechatronic device, combining mechanical construction with electronic elements such as sensors and motor drives, as well as control with steering and programming. The robot uses readings from both analog gyroscope and digital accelerometer to compute its current angle position and maintain the upward position. Standard DC gear motors with plastic model wheels are used to move the body on a flat and non-slippery surface. Independent power supply in form of batteries has been mounted. The robot uses a PID regulator to control the signal for drives in order to smooth the movement and minimize the overshooting. PID parameters can be adjusted both in physical (using potentiometers) and software-wise manner. Board on the robot communicates wirelessly with a computer. Obtained data is sent to LabVIEW, so it can be easily plotted in real time to show various dynamic values such as motors PWM signal, computed angle or angular velocity of wheels. The connection to computer also allows steering the robot and commanding different routes. Dedicated controls can be used to tweak PID parameters and analyze their influence on robots stability.
PL
Naszym celem było zaprojektowanie i wykonanie dwukołowego robota balansującego razem z systemem sterowania. Jest to urządzenie mechatroniczne łączące w sobie elementy mechaniczne, elektryczne oraz elektroniczne, takie jak silniki, akumulatory, czujniki. Robot wykorzystuje odczyty z dwóch sensorów, analogowego żyroskopu oraz cyfrowego akcelerometru do wyznaczenia swojego położenia kątowego i utrzymania równowagi w pozycji pionowej. Dwa silniki prądu stałego z zamocowanymi przekładniami i kołami służą do poruszania całą konstrukcją robota po płaskich powierzchniach. Robot zasilany jest z niezależnego źródła energii w postaci trzech akumulatorów. System stabilizacji wykorzystuje regulator PID do kontroli ruchu w celu minimalizacji odchylenia od zadanej pozycji pionowej. Robot komunikuje się w sposób bezprzewodowy z komputerem, przesyłając informacje o aktualnej pozycji kątowej do programu LabVIEW. W programie tym informacje z czujników mogą być wyświetlone w czasie rzeczywistym na wykresie w celu zobrazowania dynamicznych zmian aktualnych wartości sygnałów przyspieszenia kół, prędkości kątowej czy obliczonego kąta położenia robota. Dodatkowe oprogramowanie służy do doboru parametrów PID oraz umożliwia analizę wpływu dobory parametrów regulatora na stabilność całej konstrukcji robota.
5
Content available remote Pomiar wartości kąta przechyłu z wykorzystaniem akcelerometru i żyroskopu
PL
W artykule przedstawiona została metoda pomiaru kąta pochylenia robota balansującego bazująca na filtracji sygnałów z akcelerometru i żyroskopu. Dla określenia dokładności pomiaru przeprowadzono symulację działania algorytmu w programie Matlab. Następnie zbudowany został prosty robot balansujący, wykorzystujący zaproponowaną metodę do uzyskania stabilizacji w pionie.
EN
The paper shows a method of measuring balancing robot's lean angle, which is based on appropriate filtering of signals acquired from accelerometer and gyroscope. A simple simulation was developed in Matlab Simulink, to check the performance of the algorithm. In the end a simple balancing robot using presented method during angle estimation was built.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.