[narwi]

#arduino #elektronika #diy

Udało się wykonać, więc się dzielę. Razem z kolegą zrobiliśmy projekt odwróconego wahadła na Arduino Mega. Oprócz regulatora LQR jest jeszcze PID, ale działa on trochę gorzej (taka specyfika tego regulatora). Kilka razy pod tagami zadawałem pytania, teraz sam mogę na nie odpowiedzieć, jeśli jakieś będą.

[A.....k]

@narwi: Pytam o wszystko. Każdy szczegół. Od wysokości środka ciężkości wahadła nad osią wahadła do sterownika silników.

[Xenesthis]

@narwi: Gratuluję... a tak z ciekawości: do czego może to być wykorzystane?

[narwi]

@Xenesthis: Wymienię kilka przykładów, niektóre trochę bardziej związane z tym projektem, inne trochę mniej: Segway (oraz inne środki transportu gdzie steruje się wychyleniem ciała), stabilizacja toru lotu rakiet (popularne ostatnio lądowanie Falcon 9 firmy SpaceX), badania nad chodem człowieka/robotów dwunożnych (środek ciężkości znajduję się nad punktem obrotu, czyli stawu skokowego), wózek inwalidzki iBOT (bardzo fajna sprawa, polecam obejrzeć video), modelowanie wysokich budynków pod wpływem trzęsień ziemi.

[Felonious_Gru]

@narwi: gdzie siedzi algorytm?

[narwi]

@Analityk: Masę wahadła (ciężarek + tyczka) potraktowaliśmy jako punkt materialny umieszczony w odległości określonej wzorem (masa_ciężarka*odległośćciężarka+masapręta*długośćpręta)/masaciężarka+masa_pręta. Nie jest to super-dokładne przybliżenie (wiem, że gdzieś w internecie można znaleźć bardzo dokładny wzór uwzględniający średnicę tyczki i ciężarka oraz inne bzdety), ale u nas działało. Sterownik silnika Pololu 18v15 (pożyczyliśmy). Kupiliśmy L298N, ale nie chciał z jakiegoś powodu działać.

[narwi]

@Felonious_Gru: W sketchu ( ͡° ͜ʖ ͡°)

[A.....k]

@narwi: Czyli wzór na dźwignię ale jak daleko od osi obrotu leży środek ciężkości wahadła? To ma ogromne znaczenie. Jak wykrywacie zmianę kątka wychylenia (zaburzenie)?

[robekk1978]

@narwi: często chce skasować konto ale zalety czarnej listy i wpisy takie jak Twój mnie powstrzymują :) zajebistosc!

[narwi]

@robekk1978: Dzięki. Wbrew pozorom nie jest to takie skomplikowane. Prawdziwa zajebistość to wahadło potrójne. Tutaj już nie ma miejsca na "przybliżenia" i robienie regulacji "na jana". ;)

[narwi]

@Analityk: Warto się zastanowić nad sterowaniem prądowym, zamiast PWM. PWM nie jest proporcjonalny do generowanego momentu (może być duży PWM, a silnik będzie stał w miejscu przy dużym oporze), natomiast prąd już tak. Kolejna rzecz to tarcie statyczne - w naszym przypadku okazało się, że jest ono różne w zależności od kierunku ruchu wózka. W razie pytań pisz śmiało, napisałem na ten temat magisterkę - tematu całkowicie nie znam, ale

[prondzyk]

@narwi: nie zastanawialiście się nad logiką rozmytą? z dobrą bazą reguł podójne czy potrójne to nie problem

[jaqqu7]

@narwi: Robicie poprawki na zmiany własności obiektu? Koledzy robili właśnie takie wahadło i z ich wyników wyszło, że mogę się one zmieniać w czasie poprzez np. zużywanie smaru.

[narwi]

@prondzyk: Chcieliśmy wykonać sterowanie z użyciem logiki rozmytej, ale niestety zabrakło czasu. Do samego końca staraliśmy się dopracować to, co mamy, a i tak w przypadku PIDa efekt jest niesatysfakcjonujący (regulator stabilizujący łapie je w pozycji uniesionej w zależności od przypadku - prawdopodobnie wpływ zbyt wysokiej częstotliwości pętli sterującej, tarcie i/lub błędne odczyty z enkodera.

[narwi]

@jaqqu7: Nie, do takiego poziomu zaawansowania nie doszliśmy. I tak opieramy się na bardzo dużym przybliżeniu, ponieważ silnik, który zakupiliśmy pochodził z odzysku i nie posiadał on żadnej dokumentacji technicznej. Musieliśmy wyznaczyć jego parametry eksperymentalnie (bez żadnych przyrządów pomiarowych), a z takimi wynikami różnie bywa. Dodatkowo kiepskiej jakości łożyska, które stawiają opór w zależności od humoru skutecznie uniemożliwiają takie badania. Ale koledzy ambitni, podziwiam. ;)

[prondzyk]

@narwi: Odpowiedź jest prosta - PID tylko dla obiektów liniowych, a wahadło odwórcone jest silnie nieliniowe. Teoretycznie to pogwałcenie zasad teorii sterowania stosując tam PID ( ͡° ͜ʖ ͡°) Ewentualnie można zrobić tak, że linaryzujecie w kilku punktach pracy (np co 15stopni) i robicie tam "regulatory lokalne" które łączycie poprzez logikę rozmytą (regulatory się zazębiają dzięki niej i wychodzi na prawdę gładkie sterowanie) - ogólnie temat

[narwi]

@prondzyk: Całe studia tłukli nam tego PID (praktycznie tylko w modelowaniu), to musieliśmy chociaż spróbować na rzeczywistym obiekcie. ;)

[prondzyk]

@narwi: Nie tylko PIDem, żyje człowiek ( ͡° ͜ʖ ͡°) jest tyle pięknych innych sposobów sterowania obiektami (⌐ ͡■ ͜ʖ ͡■)

[srgs]

@prondzyk: przecież w górnym położeniu można stosować przybliżenie liniowe i jest ono dosyć dokładne.

[kontrowersje]

@narwi: jakim największym ciężarem można przy tym silniku balansować?