180 likes | 386 Views
Linearni pogon z nihalom. Regulacija invertiranega nihala. I zvajalca : Štefan Žagar Andrej Flis Laboratorij: Laboratorij za industrijsko robotiko Strokovno vodstvo v laboratoriju: dr. Aleš Hace. Vsebina:. Uvod Naloge Osnovni princip delovanja Izgradnja krmilne omarice
E N D
Linearni pogon z nihalom Regulacija invertiranega nihala Izvajalca: Štefan Žagar Andrej Flis Laboratorij:Laboratorij za industrijsko robotiko Strokovno vodstvo v laboratoriju:dr. Aleš Hace
Vsebina: • Uvod • Naloge • Osnovni princip delovanja • Izgradnja krmilne omarice • Nadgradnje na objektu • Modeliranje sistema • Povezava z računalnikom • Zaključek
Uvod Glavni cilj projekta jeizgradnja in regulacija invertiranega nihala na vozičku linearnega pogona. 1. cilj: Sistem dograditi za zajemanje signalov dodatnih senzorjev nameščenih na nihalu in izboljšati nekatere mehanske komponente objekta, ki bodo omogočale lažjo regulacijo invertiranega nihala. 2. cilj: Zgraditi primerno regulacijsko shemo v grafičnem okolju MATLAB/Simulink.
Naloge: • Izgradnja krmilne omarice • Ožičenje • Vgradnja dodatnih komponent • Modeliranje sistema • Povezava z računalnikom • Načrtovanje regulatorja (regulator za stabilizacijo nihala v zgornji legi in nihajni regulator) • Simulacija eksperimenta • Implementacija na dejanskem objektu
Osnovni princip delovanja Voziček, gnan z enosmernim motorjem, drsi po vodilih in je pritrjen na zobati jermen, ki je napet preko dveh jermenic. Na obeh koncih vodila sta montirani končni stikali, ki služita za omejeno gibanje vozička. Da voziček ne bi padel iz vodila sta na vsakem koncu montirana še naslona z gumijastim blažilom, zato da se voziček ne poškoduje, če se zaleti v naslon.
Osnovni princip delovanja Nihalo, ki je z enim koncem pričvrsteno na voziček, postavimo (z izmenični gibanjem vozička levo-desno) v zgornjo lego. Ko se nihalo nahaja v zgornji legi, ga tam tudi poskušamo obdržati (voziček skuša stabilizirati nihalo). Da bi lahko izvedli opisano regulacijo, je potrebno zgraditi primerno regulacijsko shemo, ki bo sposobna učinkovito regulirati položaj invertiranega nihala na palici.
Krmilna omarica • Vgrajeno: • varovalke (6A) • glavno stikalo • zasilni izhod • start tipka • stop tipka • kontaktor
Nadgradnje na objektu: • senzorji • zaščita za senzorje • kabelska veriga • nosilec za kabelsko verigo • ožičenje: -motorja -senzorjev -krmilne omarice
krmilna omarica vmesniški modul ojačevalnik
Modeliranje sistema Za sistem vozička s palico smo zapisali inverzni dinamični model s pomočjo Lagrangeove metode.
Gibanje posameznih elementov razdelimo v translacijsko in v rotacijsko gibanje, tako je kinetična energija razdeljena v translacijsko WKT in v rotacijsko kinetično energijo WKR. Pri potencialni energiji pa gre za gravitacijsko potencialno energijo. Sestavljen model nihala:
Povezava z računalnikom Povezava z računalnikom je rešena s pomočjo vmesniškega modula, vmesniške kartice in dvema PC-jema. Ker smo hoteli narediti Real-Time (realno-časovni) sistem smo uporabili dodatno knjižico za MATLAB – XPC Target. Ta nam omogoča, da ciljni (target) PC deluje neodvisno od gostujočega (host) PC-ja.