ራስን ማመጣጠን ሮቦት - የፒአይዲ መቆጣጠሪያ አልጎሪዝም - 3 ደረጃዎች

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:29

ስለ ቁጥጥር ስልተ ቀመሮች እና እንዴት ተግባራዊ የፒአይዲ ቀለበቶችን ውጤታማ በሆነ መንገድ ለመተግበር ፍላጎት ስለነበረኝ ይህ ፕሮጀክት ተፀነሰ። በብሉቱዝ ከነቃ ስማርትፎን ሮቦትን ለመቆጣጠር የሚያስችለውን የብሉቱዝ ሞጁል ገና በመጨመሩ ፕሮጀክቱ በእድገቱ ደረጃ ላይ ነው።

ጥቅም ላይ የዋሉት የ N20 ዲሲ ሞተሮች በአንፃራዊነት ርካሽ ነበሩ ፣ ስለሆነም በእነሱ ውስጥ ከፍተኛ የጨዋታ መጠን አላቸው። መንኮራኩሮቹ መንኮራኩሮችን ስለሚተገበሩ ይህ ‹ሞተሩን› ሲያሸንፍ ይህ ወደ ትንሽ ቀልድ ይመራል። ስለዚህ ፣ ፍጹም ለስላሳ እንቅስቃሴን ለማሳካት የማይቻል ነው። እኔ የጻፍኩት ኮድ በተመጣጣኝ ሁኔታ ቀላል ነው ነገር ግን የ PID ስልተ ቀመሩን ችሎታዎች በብቃት ያሳያል።

የፕሮጀክት ማጠቃለያ

የሮቦቱ ቻሲስ 3 ኢንደር 3 አታሚ በመጠቀም የታተመ እና አንድ ላይ ለመገጣጠም የተነደፈ ነው።

ሮቦቱ በአርዱዲኖ ዩኖ ቁጥጥር የሚደረግበት ሲሆን ከ MPU6050 የአነፍናፊ መረጃን ይወስዳል እና የዲሲ ሞተሮችን በውጫዊ የሞተር ሾፌር ይቆጣጠራል። ከ 7.4 ቪ ፣ 1500 ሚአሰ ባትሪ ያጠፋል። የሞተር ሾፌሩ ይህንን ወደ 5 ቮት ያስተካክላል አርዱዲኖን ለማብራት እና ለሞተር ሞተሮች 7.4 ቪ ይሰጣል።

ሶፍትዌሩ ከባዶ የተጻፈው በ ‹አርዱinoኖ-ካልማን ማጣሪያ-ማስተር› እና ‹አርዱinoኖ-ኤምፒዩ6050-ማስተር› ቤተ-መጻሕፍት ከ gitHub ነው።

አቅርቦቶች

• 3 ዲ የታተሙ ክፍሎች
• አርዱዲኖ UNO
• MPU6050 6-Axis ዳሳሽ
• ዲሲ የሞተር ሾፌር
• N20 ዲሲ ሞተሮች (x2)
• 9V ባትሪ

ደረጃ 1 ሮቦት ግንባታ

ህትመት እና ስብሰባ

መላው ግንባታ በፕሬስ ተስማሚ መሆን አለበት ነገር ግን በሚዛንበት ጊዜ ሮቦቱ ሙሉ በሙሉ ግትር መሆኑን ለማረጋገጥ ክፍሎቹን ለመጠበቅ እጅግ በጣም ጥሩ ማጣበቂያ ተጠቅሜያለሁ።

እኔ በ Fusion 360 ውስጥ ያሉትን ክፍሎች ዲዛይን አድርጌያለሁ እና ጥብቅ መቻቻልን እና ንፁህ የወለል ማጠናቀቅን ለመፍቀድ ያለ ድጋፎች ለማተም እያንዳንዱን ክፍል አመቻቸዋለሁ።

በኤንደር 3 አታሚ ላይ ያገለገሉ ቅንብሮች - 0.16 ሚሜ Layer Heights @ 40% infill ለሁሉም ክፍሎች።

ደረጃ 2 - 3 ዲ የህትመት ሮቦት

በሻሲ (x1)

የግራ ጎማ (x2)

የግራ ሞተር መኖሪያ ቤት (x2)

የአርዱዲኖ መያዣ (x1)

ደረጃ 3 የ PID መቆጣጠሪያ ስልተ ቀመር

ከ ‹gitHub› ‹Arduino-KalmanFilter-master› ን እና ‹Arduino-MPU6050-master› ቤተ-መጽሐፍትን በመጠቀም የ PID መቆጣጠሪያ ስልተ ቀመር ከባዶ ጽፌያለሁ።

የአልጎሪዝም ስልተ ቀመር እንደሚከተለው ነው

• ከ MPU6050 ጥሬ መረጃን ያንብቡ
• በአነፍናፊው ፍጥነት ምክንያት በጂሮስኮስኮፕ ንባቦች ውስጥ ትክክል ያልሆኑትን ለመሰረዝ ከሁለቱም የጊሮስኮፕ እና የአክስሌሮሜትር መረጃን ለመተንተን የካልማን ማጣሪያ ይጠቀሙ። ይህ በአንጻራዊ ሁኔታ የተስተካከለ እሴትን በዲግሪዎች ውስጥ ወደ ሁለት የአስርዮሽ ቦታዎች ይመልሳል።
• በማእዘኑ ውስጥ የ E ርሶሱን ያሰሉ ፣ ማለትም - በአነፍናፊው እና በተቀመጠው ነጥብ መካከል ያለው አንግል።
• የተመጣጠነ ስህተትን እንደ (የተመጣጠነ ቋሚ x ስህተት) ያሰሉ።
• የውህደት ስህተት እንደ ሩጫ ድምር (የቋሚ ውህደት x ስህተት) ያሰሉ።
• እንደ [(ልዩነት ቋሚ) x (በስህተት ለውጥ / በጊዜ ለውጥ)]
• የፍጥነት ውጤቱን ወደ ሞተሮች ለመላክ ሁሉንም ስህተቶች ይደምሩ።
• በስህተት ማእዘን ምልክት ላይ በመመርኮዝ ሞተሮችን የትኛውን አቅጣጫ እንደሚዞሩ ያሰሉ።
• ግብዓቱ ስለሚለያይ ቀለበቱ ላልተወሰነ ጊዜ ይሠራል እና በውጤቱ ላይ ይገነባል። ለሚቀጥለው ድግግሞሽ የውጤት እሴቶችን እንደ አዲስ የግብዓት እሴቶችን በመጠቀም የግብረመልስ ዑደት ነው።

የመጨረሻው እርምጃ የ PID loop Kp ፣ Ki & Kd ልኬቶችን ማረም ነው።

1. ጥሩ መነሻ ነጥብ ሮቦቱ በሚዛን ነጥብ ዙሪያ እስኪወዛወዝ እና ውድቀትን እስኪያገኝ ድረስ ቀስ በቀስ Kp ን መጨመር ነው።
2. በመቀጠል Kd ን በ Kp እሴት 1% አካባቢ ይጀምሩ እና ማወዛወዙ እስኪጠፋ ድረስ እና ሮቦቱ በሚገፋበት ጊዜ በደንብ እስኪያልፍ ድረስ ቀስ ብለው ይጨምሩ።
3. በመጨረሻም ፣ በኪ 20% አካባቢ ከኪ ጋር ይጀምሩ እና ሮቦቱ ውድቀትን በንቃት ለመያዝ እና ወደ አቀባዊው እስኪመለስ ድረስ “ነጥቡ” እስኪለያይ ድረስ ይለዋወጡ።