Integrando Arduino Micro-controlador com Rotary Pêndulo Invertido

Maio 7, 2016 Admin Tecnologia 0 29
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A singularidade do sistema de pêndulo invertido tem atraído o interesse de muita pesquisa, devido à natureza instável do sistema. Pêndulo invertido é um dos problemas clássicos de sistema de controle de engenharia. O sistema faz bons contra demonstrações de técnicas de controle automático. E 'não-lineares, sistemas instáveis ​​que mostram métodos de controle moderno e tem sido estudada em relação à concepção, implementação e desenvolvimento do controle de sistemas não-lineares. Aparece em livros da faculdade controlar tal Dorf e Bishop (1998), onde é utilizado como um exemplo de como descrever matematicamente sistemas físicos. Equilibrar uma vassoura na mão, é um exemplo de um pêndulo invertido e muitas vezes demonstrado em classes. Este exemplo é uma única vassoura pêndulo invertida com dois graus de liberdade. Limitando consideração apenas grau de liberdade dá o exemplo clássico livro de um sistema não-linear instável.

Rotary Pêndulo Invertido System é um excelente teste para o ensino. O sistema consiste de um braço rotativo e um pêndulo com o objectivo de equilibrar o pêndulo na posição invertida. O sistema tem um motor de corrente contínua e está equipado com um codificador que actua como um sensor para medir a posição do pêndulo. Um microcontrolador é usado para implementar uma série de técnicas de controlo digital em tempo real. Pode ser usado para demonstrar vários aspectos práticos na concepção de um sistema de controlo. Usado como uma ferramenta de ensino, permitindo que os estudantes ganham experiência prática com um sistema real, a coleta, filtragem e análise de dados para a obtenção de um modelo dinâmico do sistema, para decidir um intervalo de amostragem adequada e o projeto de um controlador para equilibrar o pêndulo na posição vertical.




Os dados devem ser recolhidos com base nas atividades em tempo real do pêndulo para que o sistema operacional (SO) usado para este projeto é o Tempo real Linux OS (RTLinux). Os dados são, então, ler com o software Scilab. Scilab é um pacote de software open source científica distribuída gratuitamente, que é similar ao Matlab. Scilab consiste em três componentes principais; um intérprete, bibliotecas de funções (procedimentos Scilab), bibliotecas Fortran e C rotinas. Scilab é especializada em matrizes de manipulação (manipulação básica matriz, concatenação, transpor, reverso, etc.) e cálculos numéricos. Ele também tem um ambiente de programação aberto que permite aos usuários criar suas próprias funções e bibliotecas.

O principal objetivo deste projeto é a realização de microcontrolador Arduino Duemilanove para substituir o atual National Instrument CB-37F-LP e desenvolver uma interface para interagir com o software (Scilab) e hardware (Rotary Pêndulo Invertido).

Uma interface é uma ferramenta e conceito que se refere a um ponto de interação entre os componentes. Isso permite que os componentes, placa do microcontrolador Arduino Duemilanove e Scilab, para trabalhar de forma independente, enquanto o uso de interfaces para se comunicar uns com os outros através de um sistema de entrada/saída e um protocolo associado.

O pêndulo invertido rotativo tarefa para este projeto é a balançar-se o pêndulo da sua posição natural e saldo pendente em posição invertida instável, utilizando apenas os movimentos de rotação. Este problema de controle é teoricamente interessante, porque é inerentemente instável, e ainda mais importante, porque é multivariada e sob-powered. É um problema clássico no controlo de referência, e é amplamente utilizado para ilustrar e motivar os vários métodos de controlo. Os problemas encontrados quando se lida com controle de pêndulo invertida é crítica para o problema do controlo de robô de duas rodas de equilíbrio e o foguete sistema. Ao preencher esta nova interface e sistemas podem ser capaz de ajudar os seus estudos e resolver os problemas para robótica e aventuras espaciais.


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