This paper deals with a theoretical modeling of equations of motion, simulation motion of and control both in virtual environments and in real-world conditions of a balancing two-wheeled robot with a double pendulum. By taking into consideration a motion of a double pendulum one needs to consider chaotic behavior of the whole system resulted by this pendulum, which is a significant difficulty in development of control algorithms. The main goal of the presented study is to reach dynamic balancing of a two-wheeled robot with a double pendulum under the certain scenarios of equilibrium disturbance. In order to apply appropriate control algorithms the following steps were assumed during the development of a robot: theoretical modelling of a motion of the composite system of inverted and double pendulums, stability analysis, simulation of various scenarios in virtual environments using the developed control algorithms, and construction of a physical model of a robot and verification of control algorithms. Both simulation and experimental studies demonstrated the successful balancing performance.
PL
Artykuł dotyczy teoretycznego modelowania równań ruchu, symulacji ruchu i sterowania balansującego robota dwukołowego z podwójnym wahadłem zarówno w środowiskach wirtualnych, jak i w warunkach rzeczywistych. Biorąc pod uwagę ruch podwójnego wahadła, należy uwzględnić chaotyczny sposób działania całego układu spowodowany ruchem tego wahadła, co stanowi istotną trudność przy opracowywaniu algorytmów sterowania. Głównym celem prezentowanej pracy jest uzyskanie stanu stabilności dynamicznej robota dwukołowego z podwójnym wahadłem według poszczególnych scenariuszy zaburzenia jego równowagi. W celu zastosowania odpowiednich algorytmów sterowania następujące etapy zostały założone podczas opracowania robota: teoretyczne modelowanie ruchu układu złożonego z odwróconego i podwójnego wahadeł, analiza stabilności, symulacja różnych scenariuszy w środowiskach wirtualnych z zastosowaniem opracowanych algorytmów sterowania oraz opracowanie modelu fizycznego robota i weryfikacja algorytmów sterowania. Zarówno prace symulacyjne, jak i eksperymentalne wykazały zdolność do utrzymania równowagi.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A dynamic model is established for two-strand yarn processing. The oscillating frequencies of Sirofil spinning in vertical and horizontal directions are approximately obtained. The stability and chaotic characters of Sirofil spinning are analysed analytically, and an optimal condition for the spinning system is suggested.
PL
Rozważono model dynamiczny dla przędzenia dwóch strumieni włókien. Określono w przybliżeniu częstotliwości oscylacji w kierunku pionowym i poziomym w przędzeniu typu Sirofil. Analizowano analitycznie stabilność i chaotyczny charakter ruchów. Zasugerowano optymalne warunki pracy systemu przędącego.
Dynamics of a triple pendulum with damping, external forcing and impacts is analyzed numerically. In this mechanical system periodic, quasi-periodic and chaotic motions are detected. Specially developed numerical methods allow to track nonlinear behaviour of mechanical systems with many degrees of freedom and arbitrarily situated barriers, where an impact occurs.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The single-mode equation of motion of a class of buckled beams is considered, and the attention is focused on the phenomena of irregular, unpredictable transient oscillations which are obserwed in the region of the nonlinear resonsnce hysteresis. This type of transient motion may be dangerous in engineering dynamics, because it may last very long and is defined neither by the coefficient of damping nor by the magnitude of perturbation. While the steady-state chaotic motion has been studied extensively in the recent literature, little attention was paid to the chaotic transients. In the paper the criteria for transient chaos, i.e. the domain of the system control parameter values, where the chaotic transient motion can occur, are determined. The criteria are based on the theoretical concept of global bifurcations, and are estimated numerically.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.