Inverz inga építése és szabályozása

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Stumpf Péter Pál
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Egy inverz inga tervezése és megépítése igazi mechatronikai kihívást jelentett mely interdiszciplináris megoldásokat igényelt ezzel megfelelő alapot nyújtva az egyetemen megszerzett tudás gyakorlatba építéséhez.

Egy kocsihoz kapcsolt inga instabil egyensúlyi pontjában egyensúlyozása népszerű irányításelméleti kihívás nem lineáris matematikai modelljének és nagyszintű instabil természetének köszönhetően mely jó lehetőséget nyújt a szabályozó algoritmus teljesítményének vizsgálatára. Annak ellenére, hogy a projekt központi részének a szabályozó algoritmus tervezése tekinthető, sok más területen is kihívásokat nyújtott a feladat.

Egy egyszerű ám funkcióját tekintve kielégítő mechanizmust kellett tervezni. Ennek alapján felírtam a szerkezet matematikai modelljén másodfajú Lagrange egyenletet alkalmazva. Ezt követően terveztem egy LQR szabályozót mely tulajdonságai megfelelnek a feladat igényeinek. A szerkezetet egy H-hídon keresztül táplált DC motor hajtotta így a szabályozó jel kitöltési tényezővé alakítását is meg kellett oldani. Az állapotváltozók megfelelő mérését biztosítani kellett. A rendszer modelljét Simulinkben elkészítettem és a szabályozó algoritmust is annak Simulink modelljéből generáltam C kódra melyet aztán egy feladat szempontjából alkalmas mikrokontrollerre töltöttem. A szimulált és mért eredményeket összevetettem egymással.

Ezen eredmények alapján a projekt sikeresnek tekinthető mivel a szabályozó képes volt az ingát felső pozíciójában egyensúlyozni miközben a kocsit is kiindulási pontjába vitte.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.