Labda egyensúlyozó eszköz fejlesztése

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

A diplomamunkám fő célja egy golyót egyensúlyozó gépnek a megtervezése,

megépítse, valamint tesztelése. Az egyensúlyozó gép egy komplex mechatronikai

feladatkör, amelyhez tartozó szabályozás megvalósításához sok mérnöki területet

szükséges integráltan felhasználni. Segítségével az elméletben megtanult

szabályozástechnikai feladatokat lehet a gyakorlatba átültetni, és az egyes szabályozási

paraméterek változásának hatását megfigyelni.

A dolgozat magában foglalja a mechanikai tervezési megfontolásokat és a

tervezési folyamatot, valamint a saját mechanikai szerkezet kialakítását, továbbá egy

nyomtatott áramkör tervezési és gyártási folyamatát, és végül, de nem utolsó sorban a

szerkezet szabályozásának a megvalósítását.

A rendszer két egyenáramú szervomotort tartalmaz, amelyek a lemez

billentésére szolgálnak. A golyó pozíciója egy 4-vezetékes ellenállásalapú

érintőképernyővel mérhető, amely analóg kimenettel rendelkezik. A szükséges

érintőképernyős kalibrációs számítások szintén részletezve megtalálhatók a

dolgozatban. Egy úgynevezett Arduino Uno mikrovezérlő szolgál az analóg-digitális

átalakításra, valamint a szervomotorok vezérlésére. A szabályozó algoritmus MATLAB

környezetben fut, amellyel soros csatornán keresztül kommunikál a mikrovezérlő.

A kommunikációs folyamat szinkronizálását beazonosítható karakterek küldésével és

fogadásával valósítottam meg. A MATLAB további feladatai közé tartozik a mérési

eredmények rögzítése, és utólagos feldolgozása. A dolgozat során ismertetésre került

egy lejtőn legördülő golyó dinamikai modellje és a teljes szerkezet átviteli

függvényének felírása. A vezérlő algoritmus megfelelő működésének a tesztelésére két

szabályozási feladat került megvalósítása: egy középpontra való pozicionálás és egy

téglalap sarokpontjaira való szabályozás. Mindkét művelet mérési eredményei

megtalálhatók a dolgozat végén.

A diplomamunka megvalósítása összességében sikeresnek mondható, valamint

javaslatot tettem további fejlesztési lehetőségekre.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.