Projekt systemu sterowania dwukołowym robotem balansującym - Publication - Bridge of Knowledge

Search

Projekt systemu sterowania dwukołowym robotem balansującym

Abstract

W niniejszym artykule rozważony został problem sterowania dwukołowym robotem balansującym. Celem zaprezentowanych prac było zaprojektowanie systemu sterowania tego typu obiektem z wykorzystaniem metod nowoczesnej teorii sterowania. W ramach syntezy, bazując na wyprowadzonym w oparciu o zasady dynamiki Newtona modelu, dobrana została struktura systemu sterowania w postaci regulatora wykorzystującego sprzężenie zwrotne od stanu oraz sprzężenie w przód od zadanej wartości prędkości liniowej robota. Dobór wzmocnień regulatora w sprzężeniu od stanu wykonano z wykorzystaniem technologii sterowania optymalnego z kwadratowym wskaźnikiem jakości. Ponadto, z uwagi na niedostateczną jakość pomiarów używanych w sterowaniu, opracowano dyskretny filtr Kalmana. Jakość opracowanego rozwiązania została przetestowana, przede wszystkim symulacyjnie, w środowisku Matlab/Simulink. Zawarte rozważania agregują wiedzę umożliwiającą zaprojektowanie systemu sterowania obiektami tej klasy, co może być użyteczne szczególnie w różnych aplikacjach inżynierskich.

Citations

  • 0

    CrossRef

  • 0

    Web of Science

  • 0

    Scopus

Cite as

Full text

download paper
downloaded 425 times
Publication version
Accepted or Published Version
License
Copyright (2019 Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki)

Keywords

Details

Category:
Articles
Type:
artykuły w czasopismach
Published in:
Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej pages 27 - 32,
ISSN: 1425-5766
Language:
Polish
Publication year:
2019
Bibliographic description:
Laddach K., Łangowski R.: Projekt systemu sterowania dwukołowym robotem balansującym// Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej -,iss. 68 (2019), s.27-32
DOI:
Digital Object Identifier (open in new tab) 10.32016/1.68.05
Bibliography: test
  1. Zhuang Y., Hu Z., Yao Y.: A two-wheeled self- balancing robot dynamic model and controller design, Proceedings of the 11 th World Congress on Intelligent Control and Automation, Shenyang, China, June 2014.
  2. Kędzierski J., Janiak M.: Budowa robota społecznego FLASH, Materiały konferencyjne 12 Krajowej Konferencji Robotyki, Świeradów-Zdrój, Polska, Wrzesień 2012.
  3. Sakagami Y., Watanabe R., Aoyama C., Matsunaga S., Higaki N., Fujimura K.: The intelligent ASIMO: system overview and integration, Proceedings of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Lausanne, Switzerland, October 2002. open in new tab
  4. Pipczyński P., Piotrowski R.: Projekt techniczny i wykonanie dwukołowego balansującego pojazdu mobilnego, Pomiary Automatyka Robotyka, Nr 2/2012, 2012, s. 241-246.
  5. Ciężkowski M., Mystkowski A.: Projekt dwukołowego samobalansującego pojazdu, Przegląd Elektrotechniczny, Nr 2/2015, 2015, s. 147-152.
  6. Prasad M., Nirwan N. W.: Design and fabrication of automatic balancing bicycle, International Journal of Science, Engineering and Technology Research, vol. 5(2), 2016, pp. 532-536.
  7. Tomera M.: Zmiana położenia układu odwróconego wahadła przy użyciu sterowania ślizgowego, Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej, Nr 40/2014, 2014, s. 119-126.
  8. Gonzales C., Alvarado I., Muñoz La Peña D.: Low cost two-wheels self-balancing robot for control education, IFAC PapersOnLine, vol. 50(1), 2017, pp. 9174-9179. open in new tab
  9. Kędzierski J., Tchoń K.: Feedback control of a balancing robot, IFAC Proceedings, vol. 42(13), 2009, pp. 495-500. open in new tab
  10. Mahmoud M. S., Nasir M. T.: Robust control design of wheeled inverted pendulum assistant robot, IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, vol. 4, No. 4, 2017, pp. 628-638. open in new tab
  11. Pathak K., Franch J., Agrawal S. K.: Velocity and position control of a wheeled inverted pendulum by partial feedback linearization, IEEE Transactions on Robotics, vol. 21, No. 3, 2005, pp. 505-513. open in new tab
  12. Małka P.: Pozycjonowanie i nadążanie minirobota kołowego, Rozprawa doktorska, Akademia Górniczo- Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie, Kraków 2007.
  13. Slotine J-J. E., Li. W.: Applied nonlinear control, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, US 1991.
  14. Badu S. S., Pillai A. S.: Design and implementation of two-wheeled self-balancing vehicle using accelerometer and fuzzy logic, Proceedings of the 2 nd Conference on Computer and Communication Technologies, New Delhi, India, September 2016, vol. 381, pp. 45-53.
  15. Nise N. S.: Control Systems Engineering, 6 th edition, John Wiley & Sons, Inc., US, 2011. open in new tab
  16. Åström K. J., Murray R. M.: Feedback systems: An introduction for scientists and engineers, Princeton University Press, US 2008. open in new tab
  17. Chan R. P. M., Stol K. A., Halkyard C. R.: Review of modelling and control of two-wheeled robots, Annual Reviews in Control, vol. 37(1), 2013, pp. 89-103. open in new tab
  18. Trojnacki M.: Modelowanie dynamiki mobilnych robotów kołowych, Oficyna Wydawnicza PIAP, Warszawa, 2013.
  19. Grygiel R., Bieda R., Wojciechowski K.: Metody wyznaczania kątów z żyroskopów dla filtru komplementarnego na potrzeby określania orientacji IMU, Przegląd Elektrotechniczny, Nr 9/2014, 2014, s. 217-224.
  20. Grewal M. S., Andrews A. P.: Kalman filtering: Theory and practice, 2 nd edition, John Wiley & Sons, US 2001. open in new tab
  21. Kędzierski J.: Filtr Kalmana -zastosowania w prostych układach sensorycznych, www.konar.pwr.wroc.pl.
  22. Laddach K.: Robot balansujący -model, sterowanie, realizacja, Praca inżynierska, Politechnika Gdańska, Gdańsk 2017.
Verified by:
Gdańsk University of Technology

seen 177 times

Recommended for you

Meta Tags