Implementacja i badania algorytmów sterowania robotem dwukołowym.pdf
(
2039 KB
)
Pobierz
174761644 UNPDF
P
OLITECHNIKA
W
ROCAWSKA
W
YDZIA
E
LEKTRONIKI
Kierunek: Automatyka i Robotyka (AiR)
Specialnosc: Robotyka (ARR)
PRACA DYPLOMOWA
MAGISTERSKA
Implementacja i badanie algorytmów sterowania robotem
dwukoowym.
Autor:
Prowadz acy prace:
Robert Szlawski
dr inz. Marek Wnuk
Ocena:
Wrocaw 2004
Zonie
Dedykuje
Skadam serdeczne podziekowania
Panu
doktorowi Markowi Wnukowi
za wskazanie tematu,
poswiecony czas i zaangazowanie
Spis tresci
1 Wstep
4
1.1 Cel i zakres pracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
1.2 Realizacja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
2 Wprowadzenie 6
2.1 Model matematyczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2 Parametry modelu i ich sens zyczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.3 Idea eksperymentu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.3.1 Przeozenie pr adowe silników wraz z przekadniami
K
I
. . . . . . . . . . . 9
2.3.2 Zastepcza dugosc korpusu
l
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.3.3 Wspóczynnik tarcia pomiedzy koem a korpusem
k
a
. . . . . . . . . . . . 11
2.3.4 Momenty bezwadnosci kó
I
w
1
;
I
w
2
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.4 Uwagi praktyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3 Konstrukcja robota 13
3.1 Konstrukcja mechaniczna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.1.1 Ukad napedowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.1.2 Korpus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.1.3 Wahado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.1.4 Kaseta sterownika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.2 Konstrukcja elektroniczna Sterownik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.2.1 Budowa sterownika STER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.2.2 Budowa ukadu mocy MOC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.2.3 Budowa urz adze n peryferyjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.2.4 Opis interfejsów zewnetrznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4 Oprogramowanie 34
4.1 Oprogramowanie uruchomieniowe dla MPC555 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.2 Oprogramowanie sterownika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.3 Przykad implementacji programu uzytkownika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
5 Przebieg i wyniki eksperymentów 53
5.1 Skalowanie czujników . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
5.1.1 Skalowanie koderów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
5.1.2 Skalowanie zyroskopu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
5.1.3 Statyczne zaleznosci pr adowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.1.4 Dynamiczne zaleznosci pr adowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.2 Wyznaczanie parametrów modelu w eksperymentach . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.2.1 Przeozenie pr adowe silników wraz z przekadniami
K
I
. . . . . . . . . . . 58
5.2.2 Zastepcza dugosc korpusu
l
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
5.2.3 Wspóczynnik tarcia pomiedzy koem a korpusem
k
a
. . . . . . . . . . . . 61
5.2.4 Momenty bezwadnosci kó
I
w
1
;
I
w
2
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
5.3 Wyniki otrzymane w eksperymentach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
6 Uwagi ko ncowe
63
Spis rysunków
1 Wygl ad robota mobilnego
RoBik
z przodu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2 Schematyczny rysunek dwukoowego robota mobilnego
RoBik
. . . . . . . . . . . . 7
3 Widok robota mobilnego
RoBik
z boku. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4 Schemat pomiaru przeoze n pr adowych. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
5 Robot mobilny klasy 2.0 przekrój . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
6 Ukad napedowy koa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
7 Widok korpusu robota wraz z wahadem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
8 Korpus wahada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
9 Sterownik robota kaseta wraz z pytkami, widok z przodu. . . . . . . . . . . . . . 17
10 Sterownik robota kaseta wraz z pytkami, widok z tyu. . . . . . . . . . . . . . . 18
11 Schemat blokowy ukadu elektronicznego robota . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
12 Schemat po acze n moduów ze sob a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
13 Schemat elektryczny pod aczenia sterownika MPC555 na pytce STER . . . . . . . . 20
14 Pytka sterownika robota z jednostk a centraln a STER. . . . . . . . . . . . . . . . 21
15 Pytka sterownika robota z ukadami wykonawczymi MOC. . . . . . . . . . . . . 24
16 Schemat ideowy przetworników AC i CA interfejs QSPI . . . . . . . . . . . . . . 25
17 Schemat ideowy regulatora sterownika mostka mocy poprawiony . . . . . . . . . 26
18 Schemat ideowy poowy mostka mocy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
19 Schemat ideowy ukadu zasilaj acego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
20 Schemat ideowy ukad pomiaru temperatury . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
21 Schemat ideowy klawiatury . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
22 Schemat ideowy BDM555 Wiggler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
23 Schemat ideowy ukadu radiowej transmisji danych DECT . . . . . . . . . . . . . . 30
24 Moduy szybkiej transmisji radiowej DECT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
25 Schemat ideowy ukadu ADXL pomiar przyspieszenia . . . . . . . . . . . . . . . 31
26 Po aczone moduy sterownika miedzy sob a. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
27 CW IDE z widocznym oknem zarz adzania projektem . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
28 CW IDE z widocznym oknem debuggera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
29 Wykres zaleznosci a
=
f
(
j
)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
30 Wykres predkosci k atowych a i j w funkcji czasu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
31 Zaleznosc pr adu
I
set
w funkcji pr adu
I
cur
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
32 Wykresy zaleznosci
I
act
=
f
(
I
set
)
dla swobodnych kó. . . . . . . . . . . . . . . . . 57
33 Wykresy zaleznosci
I
act
=
f
(
I
set
)
dla zablokowanych kó. . . . . . . . . . . . . . . . 57
34 Wykresy czasowe pr adów
I
set
,
I
act
i predkosci k atowej j dla swobodnych kó. . . . . 58
35 Wykresy czasowe pr adów
I
set
,
I
act
i predkosci k atowej j dla swobodnych kó. . . . . 58
36 Wykresy czasowe pr adów
I
set
,
I
act
dla swobodnych kó. . . . . . . . . . . . . . . . . 60
37 Wykresy czasowe pr adów
I
set
,
I
act
dla zablokowanych kó. . . . . . . . . . . . . . . 60
38 Wykres predkosci k atowej kó j w funkcji czasu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
39 Widok robota mobilnego
RoBik
z tyu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Plik z chomika:
apd61
Inne pliki z tego folderu:
Badanie własności napędów elektrycznych stosowanych w robotyce.pdf
(5100 KB)
Implementacja algorytmów sterowania osi robota.pdf
(3744 KB)
Implementacja i badania algorytmów sterowania robotem dwukołowym.pdf
(2039 KB)
Implementacja zachowań w sterowniku małego robota mobilnego.pdf
(1939 KB)
Manipulator przeznaczony do celów dydaktycznych.pdf
(2345 KB)
Inne foldery tego chomika:
Robotyka1
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin