የፒአይዲ አልጎሪዝም (STM MC) በመጠቀም ራስን ማመጣጠን ሮቦት 9 ደረጃዎች

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:33

ከቅርብ ጊዜ ወዲህ የነገሮችን ራስን በማመጣጠን ብዙ ሥራዎች ተሠርተዋል። የራስ ሚዛናዊነት ጽንሰ -ሀሳብ የተጀመረው በተገላቢጦሽ ፔንዱለም ሚዛን ነው። ይህ ጽንሰ -ሀሳብ ለአውሮፕላኖች ዲዛይንም ተዘርግቷል። በዚህ ፕሮጀክት ውስጥ የፒአይዲ (ተመጣጣኝ ፣ የተቀናጀ ፣ የመነጨ) ስልተ ቀመርን በመጠቀም የራስን ሚዛናዊ ሮቦት አነስተኛ ሞዴል አዘጋጅተናል። ከዚያን ጊዜ ጀምሮ ይህ ዘዴ የኢንደስትሪ ሂደት ቁጥጥር ስርዓቶች አዲስ ፊት ነው። ይህ ሪፖርት የነገሮችን ራስን ሚዛናዊነት የሚመለከቱ ዘዴዎችን ይገመግማል። ይህ ፕሮጀክት በተለያዩ የኢንዱስትሪ ሂደቶች ውጤታማነት ላይ የፒአይድን ትስስር ለመረዳት እንደ ሴሚስተር ፕሮጀክት ተካሄደ። እዚህ ላይ ትኩረት የምናደርገው ስለ PID ቁጥጥር ውጤታማነት እና አተገባበር ላይ አጭር ግምገማ በማቅረብ ላይ ብቻ ነው። ይህ ጽሑፍ የተዘጋጀው ለፕሮጀክቱ ከሚያነሳሱ ተነሳሽነት በተጨማሪ የቁጥጥር ሥርዓቶችን እና ተዛማጅ ቃላትን አጭር መግለጫ በማቅረብ ነው። ሙከራዎች እና ምልከታዎች ተወስደዋል ፣ ብቃቶች እና ጉዳቶች በወደፊቱ ማሻሻያዎች ላይ በማብቃት ተገልፀዋል። በመቆጣጠሪያ ስርዓት ውስጥ የፒአይድን ውጤታማነት ለመረዳት የራስ ሚዛናዊ ሮቦት ሞዴል ተሠራ። አንዳንድ ጠንካራ ሙከራዎችን እና ሙከራዎችን በማለፍ ፣ የፒአይዲ ቁጥጥር ስርዓት ጥቅሞች እና ጉዳቶች ተገኝተዋል። ባለፉት ዘዴዎች የ PID ቁጥጥር ብዙ ጥቅሞች ቢኖሩም አሁንም ይህ ስርዓት ብዙ ማሻሻያዎችን ይፈልጋል። አንባቢው ስለራስ ሚዛናዊነት አስፈላጊነት ፣ ስለ ፒአይዲ ቁጥጥር ውጤታማነት እና ድክመቶች ጥሩ ግንዛቤ ያገኛል ተብሎ ይታመናል።

ደረጃ 1 መግቢያ

ኮምፒውተሮች ሲመጡ እና የሂደቶች ኢንዱስትሪያላይዜሽን ፣ በሰው ልጅ ታሪክ ውስጥ ፣ ሂደቶችን እንደገና ለማልማት መንገዶችን ለማዳበር እና ከሁሉም በላይ ደግሞ አውቶማቲክ ማሽኖችን በመጠቀም ለመቆጣጠር ሁልጊዜ ምርምር አለ። ዓላማው በእነዚህ ሂደቶች ውስጥ የሰውን ተሳትፎ መቀነስ ፣ በዚህም በእነዚህ ሂደቶች ውስጥ ስህተትን መቀነስ ነው። ስለዚህ “የቁጥጥር ስርዓት ምህንድስና” መስክ ተሠራ። የቁጥጥር ስርዓት ኢንጂነሪንግ የሂደቱን አሠራር ወይም ቋሚ እና ተመራጭ አካባቢን ጥገና ፣ በእጅ ወይም አውቶማቲክ ሥራን ለመቆጣጠር የተለያዩ ዘዴዎችን በመጠቀም ሊገለጽ ይችላል።

አንድ ቀላል ምሳሌ በክፍሉ ውስጥ ያለውን የሙቀት መጠን መቆጣጠር ሊሆን ይችላል። በእጅ ቁጥጥር ማለት የአሁኑን ሁኔታዎች (ዳሳሽ) የሚመረምር ፣ ከሚፈለገው እሴት (ማቀናበር) ጋር የሚያወዳድር እና የሚፈለገውን እሴት (ተዋናይ) ለማግኘት ተገቢውን እርምጃ የሚወስድ አንድ ሰው በቦታው መገኘት ማለት ነው። የዚህ ዘዴ ችግር አንድ ሰው በስራው ውስጥ ለስህተት ወይም ለቸልተኝነት የተጋለጠ በመሆኑ በጣም አስተማማኝ አይደለም። እንደዚሁም ፣ ሌላ ችግር በአጫዋቹ የተጀመረው የሂደቱ መጠን ሁል ጊዜ አንድ ወጥ አለመሆኑ ነው ፣ ይህ ማለት አንዳንድ ጊዜ ከሚያስፈልገው በላይ በፍጥነት ሊከሰት ይችላል ወይም አንዳንድ ጊዜ ቀርፋፋ ሊሆን ይችላል። የዚህ ችግር መፍትሔ ስርዓቱን ለመቆጣጠር ማይክሮ መቆጣጠሪያን መጠቀም ነበር። ማይክሮ መቆጣጠሪያው ነው

በወረዳ ውስጥ ተገናኝቶ (በኋላ ላይ ለመወያየት) ፣ በተፈለገው ዝርዝር መሠረት ፣ ሂደቱን ለመቆጣጠር ፕሮግራም የተደረገ ፣ የተፈለገውን እሴት ወይም ሁኔታዎችን በመመገብ ተፈላጊውን እሴት ለመጠበቅ ሂደቱን ይቆጣጠራል። የዚህ ሂደት ጠቀሜታ በዚህ ሂደት ውስጥ የሰው ጣልቃ ገብነት አያስፈልግም። እንዲሁም የሂደቱ መጠን አንድ ወጥ ነው

መሰረታዊ የቁጥጥር ስርዓት

ቀዳሚው ዲያግራም በጣም ቀላል የሆነ የቁጥጥር ስርዓት ስሪት ያሳያል። ማይክሮ መቆጣጠሪያው በማንኛውም የቁጥጥር ስርዓት ልብ ውስጥ ነው። እሱ በጣም አስፈላጊ አካል ነው ፣ የምርጫ ምርጫው በስርዓቱ መስፈርቶች ላይ በመመርኮዝ በጥንቃቄ መደረግ አለበት። ማይክሮ መቆጣጠሪያው ከተጠቃሚው ግብዓት ይቀበላል። ይህ ግቤት የስርዓቱን ተፈላጊ ሁኔታ ያሳያል። የማይክሮ መቆጣጠሪያው እንዲሁ ከአነፍናፊው የግብረመልስ ግብዓት ይቀበላል። ይህ አነፍናፊ ከሲስተሙ ውፅዓት ጋር የተገናኘ ሲሆን መረጃው ወደ ግብዓቱ ተመልሷል። ማይክሮፕሮሰሰር ፣ በፕሮግራሙ ላይ በመመስረት ፣ የተለያዩ ስሌቶችን ያካሂዳል እና ለተዋዋሚው ውጤት ይሰጣል። በውጤቱ ላይ በመመስረት አንቀሳቃሹ እነዚያን ሁኔታዎች ለማቆየት ለመሞከር ተክሉን ይቆጣጠራል። ምሳሌ የሞተር ሾፌሩ አንቀሳቃሹ እና ሞተሩ እፅዋቱ ባለበት ሞተር የሚነዳ የሞተር አሽከርካሪ ሊሆን ይችላል። ሞተሩ ፣ ስለሆነም በተወሰነ ፍጥነት ይሽከረከራል። የተገናኘው አነፍናፊ በአሁኑ ጊዜ የእፅዋቱን ሁኔታ ያነባል እና ወደ ማይክሮ-ተቆጣጣሪው ይመግበዋል። ማይክሮ መቆጣጠሪያው እንደገና ያወዳድራል ፣ ያሰላል እና በዚህም ፣ ዑደቱ እራሱን ይደግማል። ይህ ሂደት ተደጋጋሚ እና ማለቂያ የሌለው ሲሆን ማይክሮ-ተቆጣጣሪው ተፈላጊውን ሁኔታ ይጠብቃል

ደረጃ 2 - በ PID ላይ የተመሠረተ ቁጥጥር ስርዓት

የፒአይዲ አልጎሪዝም የቁጥጥር ስርዓትን የመቅረጽ ውጤታማ ዘዴ ነው።

መግለጫ

ፒአይዲ የተመጣጠነ ፣ የተዋሃደ እና የመነጨ ነው። በዚህ ስልተ ቀመር ውስጥ የስህተት ምልክት የተቀበለው ግብዓት ነው። እና የሚከተለው ቀመር በስህተት ምልክት ላይ ይተገበራል

U (t) = Kp ∗ e (t) + Kd ∗ d/dt (e (t)) + Ki ∗ integral (e (t)) (1.1)

አጭር ማብራሪያ

ከላይ ባለው ቀመር ውስጥ እንደሚታየው ፣ የስህተት ምልክቶች ዋና እና ተዋጽኦ ይሰላል ፣ በየራሳቸው ቋሚዎች ተባዝቶ ከቋሚ Kp ጋር በ (t) ተባዝቷል። ከዚያ ውፅዓት ስርዓቱ እንዲሠራ ለሚያደርግ ተዋናይ ይመገባል። አሁን እያንዳንዱን ተግባር በተራ እንይ። ይህ ተግባር በቀጥታ የሚነሳበትን ጊዜ ፣ የመውደቅ ጊዜን ፣ በጥይት ላይ ከፍተኛውን ፣ ጊዜን የማስተካከል እና የተረጋጋ ሁኔታ ስህተትን በቀጥታ ይሠራል።

• የተመጣጠነ ክፍል - የተመጣጠነ ክፍል የመነሻ ሰዓቱን ይቀንሳል እና የተረጋጋውን የስህተት ስህተት ይቀንሳል። ይህ ማለት ስርዓቱ ወደ ከፍተኛ እሴቱ ለመድረስ አነስተኛ ጊዜ ይወስዳል እና ወደ ቋሚ ሁኔታው ሲደርስ የተረጋጋው ስህተት ዝቅተኛ ይሆናል። ሆኖም ግን, ከፍተኛውን ከመጠን በላይ መጨመርን ይጨምራል.

• የመነሻ ክፍል - የመነጨው ክፍል ከመጠን በላይ የመጠገንን እና የመቋቋሚያ ጊዜን ይቀንሳል። ይህ ማለት የሥርዓቱ ጊዜያዊ ሁኔታ የበለጠ እርጥበት ይሆናል። እንዲሁም ስርዓቱ በአነስተኛ ጊዜ ውስጥ ወደ ተረጋጋ ሁኔታ ይደርሳል። ሆኖም ፣ እሱ በሚነሳበት ጊዜ ወይም በተረጋጋ ሁኔታ ስህተት ላይ ምንም ውጤት የለውም።

• የተዋሃደ ክፍል - የውስጠኛው ክፍል የትንሳኤ ጊዜን ይቀንሳል እና የተረጋጋውን የስህተት ስህተት ሙሉ በሙሉ ያስወግዳል። ሆኖም ፣ ከፍተኛውን የመጫጫን እና የመቋቋሚያ ጊዜን ይጨምራል።

• ማስተካከያ - ጥሩ የቁጥጥር ስርዓት ዝቅተኛ የመነሳት ጊዜ ፣ ጊዜን የማስተካከል ፣ ከፍተኛ ማጠንጠን እና የተረጋጋ ሁኔታ ስህተት ይኖረዋል። ስለዚህ ጥሩ የቁጥጥር ስርዓት ለማግኘት ከላይ የተጠቀሱትን ምክንያቶች አስተዋፅኦ ለማስተካከል Kp ፣ Kd ፣ Ki በጥሩ ሁኔታ መስተካከል አለበት።

በፒአይዲ አልጎሪዝም ውስጥ የተለያዩ ልኬቶችን የመቀየር ውጤትን የሚያሳይ ምስል ተያይ attachedል።

ደረጃ 3 - ራስን ማመጣጠን ሮቦት

የራስ ሚዛናዊ ሮቦት ባለ ብዙ ሽፋን ፣ ባለ ሁለት ጎማ ሮቦት ነው።

ሮቦቱ በማንኛውም እኩል ያልሆነ ኃይል (ቶች) አተገባበር ላይ እራሱን ሚዛናዊ ለማድረግ ይሞክራል። በሮቦት ላይ ያሉትን ኃይሎች ውጤት የሚቃወም ኃይልን በመተግበር እራሱን ሚዛናዊ ያደርጋል።

ራስን የማመጣጠን ዘዴዎች

ሮቦቶችን ለማመጣጠን አራት ዘዴዎች አሉ። እነዚህ እንደሚከተለው ናቸው

ሁለት IR Tilt Sensor ን በመጠቀም ራስን ማመጣጠን

በጣም ትንሽ ሃርድዌር እና በአንፃራዊነት ቀላል ስልተ ቀመር ስለሚፈልግ ሮቦትን ለማመጣጠን ይህ በጣም ጨካኝ መንገድ ነው። በዚህ አቀራረብ ፣ ሁለት ዘንበል ያለ የ IR ዳሳሾች በመሬት እና በሮቦት መካከል ያለውን ርቀት ለመለካት ያገለግላሉ። በተሰላው ርቀት ላይ በመመስረት ፣ ፒአይዲ ሮቦትን በዚህ መሠረት ለማመጣጠን ሞተሮችን ለማሽከርከር ሊያገለግል ይችላል። የዚህ ዘዴ አንድ ጉዳት የ IR ዳሳሽ አንዳንድ ንባቦችን ሊያጣ ይችላል። ሌላው ችግር የአልጎሪዝም የጊዜን ውስብስብነት የሚጨምር የርቀት ስሌት መቋረጥ እና መዞሪያዎች ያስፈልጋሉ። ስለዚህ ፣ ይህ ሮቦትን የማመጣጠን ዘዴ ብዙም ውጤታማ አይደለም።

Accelerometer ን በመጠቀም ራስን ማመጣጠን

አክስሌሮሜትር የሰውነትን ፍጥነት በ 3 መጥረቢያዎች ይሰጠናል። በ y-axis (ወደ ላይ) እና ኤክስ-ዘንግ (ወደ ፊት) አቅጣጫን ማፋጠን የስበት አቅጣጫን ለማስላት እና ስለዚህ የዝንባሌውን አንግል ለማስላት መለኪያው ይሰጠናል። አንግል እንደሚከተለው ይሰላል

θ = አርክታን (አይ/መጥረቢያ) (1.2)

ይህንን ዘዴ የመጠቀም ጉዳቱ በሮቦቱ እንቅስቃሴ ወቅት አግድም ማፋጠን እንዲሁ ከፍ ወዳለ ድግግሞሽ ጫጫታ ወደ ንባቦች ይታከላል። ስለዚህ ፣ የዝንባሌው አንግል ትክክለኛ ያልሆነ ይሆናል።

ጋይሮስኮፕን በመጠቀም ራስን ማመጣጠን

ጋይሮስኮፕ በሦስቱ ዘንግ ላይ የአንጎላ ፍጥነቶችን ለማስላት ያገለግላል። የዝንባሌው አንግል የሚከተለውን ቀመር በመጠቀም ያገኛል።

θp (i) = θp (i − 1) + 1/6 (ቫሊ − 3 + 2 ቫሊ − 2 + 2 ቫሊ − 1 + ቫሊ) (1.3)

ጋይሮስኮፕን መጠቀሙ አንድ ትልቅ ኪሳራ አነስተኛ የዲሲ Bias ያለው ሲሆን ይህም ዝቅተኛ ድግግሞሽ ጫጫታ እና በጥቂት ጊዜ ውስጥ የተመለሱት እሴቶች ሙሉ በሙሉ የተሳሳቱ ናቸው። ይህ ከተዋሃደ በኋላ ዜሮ ነጥቡ እንዲንሸራተት ያደርገዋል። በዚህ ምክንያት ሮቦቱ በአቀባዊው ቦታ ላይ ለተወሰነ ጊዜ ይቆያል እና መንሸራተቻው ከመጣ በኋላ ይወድቃል።

ሁለቱንም የፍጥነት መለኪያ እና ጋይሮስኮፕ በመጠቀም ራስን ማመጣጠን

ከላይ እንደተብራራው ፣ የፍጥነት መለኪያ ወይም ጋይሮስኮፕ ብቻ በመጠቀም ትክክለኛውን የዝንባሌ ማእዘን አይሰጠንም። ያንን ለመቁጠር ሁለቱም የፍጥነት መለኪያ እና ጋይሮስኮፕ ጥቅም ላይ ይውላሉ። እነዚህ ሁለቱም በ MPU6050 ውስጥ ተካትተዋል። በዚህ ውስጥ ከሁለቱም መረጃውን እናገኛለን ከዚያም የካልማን ማጣሪያን ወይም ተጨማሪ ማጣሪያን በመጠቀም እንቀላቅላቸዋለን።

• ካልማን ማጣሪያ - የካልማን terተር የአንድን የግምገማ አማካኝ ስሕተት ስህተት በመቀነስ የአንድ ተለዋዋጭ ሥርዓት ሁኔታ ከሁሉ ጫጫታ መለኪያዎች ያሰላል። የስርዓቱን ተለዋዋጭነት የሚገልጹት የተለዩ ስቶኮስቲክ ስሌቶችን በመስጠት በሁለት ደረጃዎች ትንበያ እና እርማት ይሠራል። ሆኖም ፣ በተለይም በማይክሮ መቆጣጠሪያ ተቆጣጣሪ ውስን ሃርድዌር ላይ ለመተግበር በጣም የተወሳሰበ ስልተ -ቀመር ነው።

• የተጨማሪ ማጣሪያ - ይህ ስልተ ቀመር በዋነኝነት ከግሮሰስኮፕ የተገኘውን መረጃ ይጠቀማል እና የዝንባሌውን አንግል ለማግኘት በጊዜ ያዋህደዋል። እንዲሁም አነስተኛ የፍጥነት መለኪያ ንባቦችን ይጠቀማል። ተጨማሪ ማሟያ ፣ በእውነቱ ፣ የፍጥነት መለኪያ እና የጊሮስኮፕ ዝቅተኛ ድግግሞሽ ጫጫታ ከፍተኛ ድግግሞሽ ጫጫታ በመቀነስ ከዚያ ትክክለኛውን ትክክለኛ የዝንባሌ ማእዘን እንዲሰጡ ያዋህዳቸዋል።

ደረጃ 4 የሮቦት ንድፍ

ለ MPU6050 በተጨማሪ ማጣሪያ የተተገበረ ተመጣጣኝ ተመጣጣኝ መቆጣጠሪያን በመጠቀም የራስ ሚዛናዊ ሮቦት አዘጋጅተናል። ይህ ትንሽ የእራስ ሚዛን ሮቦት አምሳያ ሮቦቶችን በራስ ሚዛን ውስጥ የመቆጣጠሪያ ስርዓቶችን ጠቃሚነት ያሳየናል።

የስርዓት ትግበራ;

ስርዓቱ ራሱን የሚያስተካክል ሮቦት ነው። የተመጣጠነ የተዋሃደ ተመጣጣኝ ተቆጣጣሪ የሆነውን የፒአይዲ መቆጣጠሪያን በመጠቀም ይተገበራል። ሮቦቶቹን ወደ መውደቅ አቅጣጫ በማሽከርከር ሚዛኑን እንጠብቃለን። ያንን በማድረግ የሮቦቱን የስበት ማዕከል ከምሰሶ ነጥብ በላይ ለማቆየት እየሞከርን ነው። መንኮራኩሮችን ወደ መውደቅ አቅጣጫ ለማሽከርከር ሮቦቱ የት እንደሚወድቅ እና የወደቀበትን ፍጥነት ማወቅ አለብን። ይህ መረጃ የተገኘው የፍጥነት መለኪያ እና ጋይሮስኮፕ ያለው MPU6050 ን በመጠቀም ነው። MPU6050 የዝንባሌውን አንግል ይለካል እና ውጤቱን ለማይክሮ-ተቆጣጣሪ ይሰጣል። MPU6050 በ I2C በኩል ከ STM ቦርድ ጋር ተገናኝቷል። በ I2C ውስጥ አንድ ሽቦ እንደ SCL ተብሎ ለሚጠራው ሰዓት ነው። ሌላኛው ለውሂብ ማስተላለፍ SDA ነው። በዚህ ውስጥ ዋና የባሪያ ግንኙነት ጥቅም ላይ ይውላል። አድራሻ መጀመር እና ማብቂያ አድራሻ ውሂቡ የሚጀምርበትን እና የሚጨርስበትን ለማወቅ ልዩ ነው። የፍጥነት መለኪያ እና ጋይሮስኮፕ ውጤቶችን ለማዋሃድ የሂሳብ ማወቂያ የሆነውን ለ MPU6050 እዚህ ተጨማሪ ማጣሪያን ተግባራዊ አድርገናል። መረጃውን ከ MPU6050 ካገኘ በኋላ ማይክሮ መቆጣጠሪያው የት እንደሚወድቅ ለማወቅ ስሌቶችን ያካሂዳል። በስሌቶቹ ላይ በመመስረት ፣ STM ማይክሮ-ተቆጣጣሪ ተሽከርካሪዎቹን ወደ መውደቅ አቅጣጫ እንዲያሽከረክር ለሞተር ሾፌሩ ትዕዛዞችን ይሰጣል።

ደረጃ 5 የፕሮጀክት አካላት

የራስ -ሚዛን ሮቦት ፕሮጀክት ውስጥ የሚከተሉት ክፍሎች ጥቅም ላይ ውለዋል

STM32F407

በ ST ማይክሮኤሌክትሮኒክስ የተነደፈ ማይክሮ መቆጣጠሪያ። በ ARM Cortex-M አርክቴክቸር ላይ ይሠራል።

የሞተር ሾፌር L298N

ይህ አይሲ ሞተርን ለማንቀሳቀስ ያገለግላል። ሁለት የውጭ ግብዓቶችን ያገኛል። አንድ የ PWM ምልክት ከሚሰጠው ከማይክሮ መቆጣጠሪያ። የልብ ምት ስፋት በማስተካከል የሞተር ፍጥነት ሊስተካከል ይችላል። የእሱ ሁለተኛ ግቤት በእኛ ሁኔታ 12V ባትሪ የሆነውን ሞተር ለማሽከርከር የሚያስፈልገው የቮልቴጅ ምንጭ ነው።

የዲሲ ሞተር

የዲሲ ሞተር በዲሲ አቅርቦት ላይ ይሠራል። በዚህ ሙከራ ውስጥ ፣ ከሞተር ሾፌሩ ጋር የተገናኙትን ኦፕቶኮፒተሮችን በመጠቀም የዲሲ ሞተር ይሠራል። ሞተሩን ለማሽከርከር የሞተር ድራይቭ L298N ን ተጠቅመናል።

MPU6050

MPU6050 ሮቦቱ ስለወደቀበት መረጃ ለማግኘት ጥቅም ላይ ይውላል። ፕሮግራሙ መሮጥ ሲጀምር የ MPU6050 አቀማመጥ ካለው የዜሮ ዝንባሌ ነጥብ አንፃር የዝንባሌውን አንግል ይለካል።

MPU6050 ባለ 3-ዘንግ የፍጥነት መለኪያ እና 3-ዘንግ ጋይሮስኮፕ አለው። የፍጥነት መለኪያ በሦስቱ መጥረቢያዎች ላይ ፍጥነትን ይለካል እና ጋይሮስኮፕ ስለ ሦስቱ መጥረቢያዎች የማዕዘን መጠንን ይለካል። ውጤቱን ለማጣመር የሁለቱን ጩኸቶች ማቃለል አለብን። ጫጫታዎችን ለማቃለል ፣ ካልማን እና ተጓዳኝ ማጣሪያ አለን። በፕሮጀክታችን ውስጥ የተጨማሪ ማሟያ ሥራን ተግባራዊ አድርገናል።

የኦፕቶ ባልና ሚስት 4N35

ኦፕቶኮፕለር ዝቅተኛውን የቮልቴጅ ክፍል እና የወረዳውን ከፍተኛ የቮልቴጅ ክፍል ለመለየት የሚያገለግል መሣሪያ ነው። ስሙ እንደሚያመለክተው በብርሃን መሠረት ይሠራል። የዝቅተኛው የቮልቴጅ ክፍል ምልክት ሲያገኝ ፣ በከፍተኛ ቮልቴጁ ክፍል ውስጥ የአሁኑ ፍንጮች

ደረጃ 6 የሮቦት መዋቅር

የሮቦት መዋቅር እንደሚከተለው ተብራርቷል-

አካላዊ መዋቅር

የራስ-ሚዛናዊ ሮቦት ግልፅ በሆነ የፕላስቲክ መስታወት የተሰሩ ሁለት ንብርብሮችን ያቀፈ ነው። የሁለት ንብርብሮች ዝርዝሮች ከዚህ በታች ተሰጥተዋል-

የመጀመሪያው ንብርብር

በመጀመሪያው ንብርብር ታችኛው ክፍል ላይ የ STM ቦርድ ኃይል እንዲኖረው አንድ ሴል አስቀምጠናል። እንዲሁም ሮቦቱ እንዲንቀሳቀስ ከጎማዎቹ ጋር እያንዳንዳቸው 4 ቮልት እያንዳንዳቸው ሁለት ሞተሮች በእያንዳንዱ ጎን ላይ እንዲቀመጡ ተደርጓል። በመጀመሪያው ንብርብር የላይኛው ክፍል ለሞተር ሥራ እያንዳንዳቸው 4 ቮልት እያንዳንዳቸው (8 ቮልት ጠቅላላ) እና የሞተር ሾፌር አይሲ (L298N) ተቀምጠዋል።

ሁለተኛ ንብርብር

በሮቦቱ የላይኛው ንብርብር ላይ የ STM ቦርድን በፐርፍ ቦርድ ላይ አስቀምጠናል። የ 4 የኦፕቶ ተጓዳኞች ሌላ የሽቶ ሰሌዳ በላይኛው ሽፋን ላይ ይደረጋል። ጋይሮስኮፕ እንዲሁ ከታችኛው በኩል ባለው የሮቦት የላይኛው ሽፋን ላይ ይደረጋል። የስበት ማእከል በተቻለ መጠን ዝቅተኛ እንዲሆን ሁለቱም አካላት በመካከለኛ ክፍል ውስጥ ይቀመጣሉ።

የሮቦት የስበት ማዕከል

የስበት ማዕከል በተቻለ መጠን ዝቅተኛ ሆኖ ይቆያል። ለዚሁ ዓላማ ፣ በታችኛው ንብርብር ላይ ከባድ ባትሪዎችን እና እንደ STM ሰሌዳ እና ኦፕቶኮፕተሮች ያሉ የላይኛው ክፍሎች ላይኛው ንብርብር ላይ አስቀምጠናል።

ደረጃ 7 ኮድ

ኮድ በ Atollic TrueStudio ላይ ተሰብስቧል። STM ስቱዲዮ ለማረም ዓላማዎች ጥቅም ላይ ውሏል።

ደረጃ 8 መደምደሚያ

ከብዙ ሙከራዎች እና ምልከታ በኋላ ፣ እኛ በመጨረሻ ውጤቶቻችንን ጠቅለል አድርገን የሥርዓቱን ውጤታማነት ለመተግበር እና ለመሥራት ምን ያህል ተሳክቶናል ብለን እንወያይበታለን።

አጠቃላይ ግምገማ

በሙከራው ጊዜ የፒአይዲ አልጎሪዝም በመጠቀም የሞተር ፍጥነት በተሳካ ሁኔታ ተቆጣጥሯል። ኩርባው ግን በትክክል ለስላሳ ቀጥተኛ መስመር አይደለም። ለዚህ ብዙ ምክንያቶች አሉ-

• አነፍናፊው ከዝቅተኛ ማለፊያ ማጣሪያ ጋር የተገናኘ ቢሆንም አሁንም የተወሰኑ የንፅፅር ጉድለቶችን ይሰጣል። እነዚህ በመስመራዊ ባልሆኑ ተቃውሞዎች እና በአናሎግ ኤሌክትሮኒክስ አንዳንድ የማይቀሩ ምክንያቶች ናቸው።

• ሞተሩ በአነስተኛ ቮልቴጅ ወይም PWM ስር በተቀላጠፈ ሁኔታ አይሽከረከርም። ለስርዓቱ የሚመገቡ አንዳንድ የተሳሳቱ እሴቶችን ሊያስከትሉ የሚችሉ ጀርሞችን ይሰጣል።

• በማወዛወዝ ምክንያት ፣ አነፍናፊው ከፍ ያሉ እሴቶችን በመስጠት አንዳንድ መሰንጠቂያዎችን ሊያጣ ይችላል። • ለስህተቶች ሌላው ዋና ምክንያት የ STM ማይክሮ መቆጣጠሪያ ተቆጣጣሪው ዋና የሰዓት ድግግሞሽ ሊሆን ይችላል። ይህ የ STM ማይክሮ መቆጣጠሪያ ሞዴል 168 ሜኸር ዋና ሰዓት ይሰጣል። ምንም እንኳን በዚህ ፕሮጀክት ውስጥ ይህንን ችግር ቢያስተናግድም ፣ ይህንን ሞዴል በትክክል እንዲህ ዓይነቱን ከፍተኛ ድግግሞሽ የማይሰጥ አጠቃላይ ሀሳብ አለ።

ክፍት የሉፕ ፍጥነት በጥቂት ያልተጠበቁ እሴቶች ብቻ በጣም ለስላሳ መስመርን ይሰጣል። የፒአይዲ አልጎሪዝም እንዲሁ የሞተርን ዝቅተኛ የማረፊያ ጊዜን በመስጠት እየሰራ ነው። የሞተሩ የፒአይዲ አልጎሪዝም የማጣቀሻ ፍጥነቱን በቋሚነት በማቆየት በተለያዩ ቮልቴጅዎች ተፈትኗል። የቮልቴጅ ለውጥ የፒአይዲ አልጎሪዝም እየሰራ መሆኑን የሚያሳይ የሞተርን ፍጥነት አይለውጥም

ውጤታማነት

እዚህ በሙከራው ወቅት ያየነውን የፒአይዲ ተቆጣጣሪ ውጤታማነት እንወያይበታለን።

ቀላል ትግበራ

የ PID መቆጣጠሪያ ለመተግበር በጣም ቀላል መሆኑን በሙከራ እና ምልከታዎች ክፍል ውስጥ አይተናል። የፍጥነት መቆጣጠሪያ ስርዓት እንዲኖር መዘጋጀት ያለባቸው ሶስት መለኪያዎች ወይም ቋሚዎች ብቻ ይፈልጋል

ለሊኒየር ሲስተሞች ተወዳዳሪ የሌለው ብቃት

መስመራዊ የፒአይዲ ተቆጣጣሪ በተቆጣጣሪዎች ቤተሰብ ውስጥ በጣም ውጤታማ ነው ምክንያቱም አመክንዮ በጣም ቀላል እና በመስመራዊ ወይም በተገቢው የመስመር ትግበራዎች ትግበራ ሰፊ ነው።

ገደቦች

እኛ በዚህ ስርዓት ገደቦች ላይ በአጭሩ አብራርተናል። እኛ ከተመለከቷቸው ጥቂቶቹን እዚህ እንወያያለን።

የቁስሎች ምርጫ

ምንም እንኳን የፒአይዲ መቆጣጠሪያ ለመተግበር ቀላል ቢሆንም ፣ አሁንም የቋሚዎችን እሴት የመምረጥ እርምጃ አድካሚ መሆኑን የሥርዓቱ ዋና መሰናክል ነው። አንድ ሰው አስቸጋሪ የሂሳብ ስሌቶችን ማድረግ እንዳለበት። ሌላኛው መንገድ የመምታት እና የሙከራ ዘዴ ነው ግን ያ ደግሞ ውጤታማ አይደለም።

ቋሚዎች ሁል ጊዜ ቋሚ አይደሉም

የሙከራ ውጤቶቹ ለተለያዩ የማመሳከሪያ ፍጥነት ለሞተር ፣ የፒአይዲ ተቆጣጣሪ ለተመሳሳይ የፒአይዲ ቋሚዎች እሴቶች ብልሽት እንደፈጠረ ያሳያል። ለተለያዩ ፍጥነቶች ፣ ቋሚዎቹ በተለያዩ መመረጥ ነበረባቸው እና ይህ የሂሳብ ወጪን በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል።

መስመራዊ ያልሆነ

በእኛ ሁኔታ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለው የፒአይዲ መቆጣጠሪያ መስመራዊ ነው ፣ ስለሆነም እሱ በመስመራዊ ስርዓቶች ላይ ብቻ ሊተገበር ይችላል። መስመራዊ ላልሆኑ ሥርዓቶች ፣ ተቆጣጣሪው በተለየ ሁኔታ መተግበር አለበት። ምንም እንኳን የተለያዩ የ PID መስመራዊ ያልሆኑ ዘዴዎች ቢኖሩም ፣ ለመምረጥ ብዙ መለኪያዎች ያስፈልጋቸዋል። በከፍተኛ የስሌት ዋጋ ምክንያት ይህ እንደገና ስርዓቱን የማይፈለግ ያደርገዋል።

የመጀመሪያ ግፊት ያስፈልጋል

እኛ በመነሻ ክፍሉ ውስጥ ስህተቱ መጀመሪያ ላይ ትንሽ በሆነበት አነስተኛ በሆነ የማጣቀሻ ፍጥነት ፣ በ PID የቀረበው PWM በጣም ትንሽ በመሆኑ ለሞተር የሚያስፈልገውን የመነሻ ማዞሪያ አያመነጭም። ስለዚህ በአንዳንድ ሙከራዎች ውስጥ ያለው ሞተር አይሠራም ወይም በሌሎች ሙከራዎች ውስጥ ትልቅ ማጠንጠኛ እና ረዘም ያለ የመቋቋም ጊዜን ይሰጣል።

ደረጃ 9 ልዩ ምስጋና

በዚህ ፕሮጀክት ውስጥ ለረዱኝ የቡድን አባላት ልዩ ምስጋና።

አገናኙን በቅርቡ ወደ ቪዲዮው እሰቅላለሁ።

ይህ ትምህርት ሰጪ አስደሳች ሆኖ እንደሚያገኙት ተስፋ አደርጋለሁ።

ይህ ከ UET መፈረም Tahir Ul Haq ነው። ቺርስ !!!