Sistema Pêndulo + Hélice: Controle De Posição: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Este Experimento foi desenvolvido como trabalho prático da disciplina "Eletrônica Industrial" в первом семестре 2018 года, всем участникам Эдуардо Коэльо и Родриго Соуза, в настоящее время занимается авиационно-космической техникой на Федеральном университете штата Минас-Жерайс.

O "Sistema pêndulo + hélice: controle de posição" buscou uma abordagem prática de técnicas de controle para posicionar um pêndulo a partir de uma posição de referência setada. Esse controle de posição foi feito utilizando controles dos seguintes tipos: liga / desliga, proporcional (kp), e proporcional-интегрально-производное (kp, kd, ki). Finalmente, foi observado aluência dos diversos tipos de controle, e a dificuldade na sintonia de controladores.

Шаг 1. Выбор компонентов электронных материалов

Para construção do projeto, foram utilizados:

Элетроника

2 Potenciômetros (1 90 реалов)

1 транзистор Mosfet IRF1404 (8 реалов)

1 Arduino uno (34, 90 реалов)

1 Bateria Lipo (3,7 В) (15 реалов)

Cabos conectores (5,00 реалов)

1 резистор на 100 мил Ом (0, 20 бразильских реалов)

1 двигатель постоянного тока 3,7 В, 48000 об / мин (4,00 реалов)

Materiais

Мадейра бальса (для спешки)

МДФ (para o suporte do pêndulo)

Fita изоланте

Кола

Оборудование

Серра

Фурадейра

Общая сумма заказа: 70, 00 реалов (приблизительно)

Шаг 2: Монтаж до системы

Монтаж простой и простой системы, особенно требуемый для чувствительных компонентов: транзисторный MOSFET. Seu manuseio deve ser cuidadoso, uma vez que a estática do próprio corpo é capaz de o danificar, se um de seus terminais entrar em contato com o corpo humano.

Lembrete: O Potenciômetro de referência, no desenho, na verdade se encontra na haste do pêndulo, e varia com a descida e subida do mesmo.

** Dificuldades construtivas / Dicas:

База для экспериментов, изготовленная из МДФ с лазером, а также с гравировкой для гравировки.

O motor, acoplado na ponta do pêndulo, foi 'emendado' com fita crepe e pedaços de madeira para que a hélice, ao girar, não encostasse na madeira e pudesse gerar empuxo corretamente.

Спешите deve ser longa o suficiente para que o empuxo do motor seja o suficiente para elevá-la. (braço de alavanca).

Он очень важен для терра-да-батареи или терра-мира Arduino. Sem isso o sistema não liga.

Шаг 3: 1. Sistema De Controle De Posição Liga / Desliga

Na primeira estratégia de controle utilizada, inspirados por Experimentos semelhantes, foi Implementado um controle que, a partir da referência (do Potenciômetro de referência) и da medição da posição do pêndulo, ligava o motor caso ele estivesça abaixo da caso da caso ele estivesse abaixo да sua posição ultrapassasse a mesma. Пример:

Foi setada uma posição na referência de 45º;

O pêndulo inicialmente se encontrava a 0º;

O sistema liga o motor e o braço sobe;

Нова медисан да позисан ду брасу индика 50º;

О sistema desliga o motor e o braço спуститься;

Mede-se novamente e o braço Desceu para 35º;

O sistema liga o motor e o braço sobe.

E assim a posição do pêndulo é controlada por um "liga / desliga", deixando o sistema oscilante como pode ser visto no gráfico. Нет видео, возможно наблюдение или осознанные функции.

O codigo comentado доступен для загрузки.

Шаг 4: 2. Контролируйте пропорциональность

Нет системы пропорционального управления, элемент управления (tração do motor controlada por PWM) é proporcional ao valor do erro: o ângulo medido pelo Potenciômetro de medição é Comparado com o ângulo desejado e este erro é multiplication потенция fornecida ao motor. Por isso, conforme o braço se aproxima da posição desejada, a tração do motor é diminuida. Isso proporciona uma subida um pouco mais suave do que no sistema liga e desliga, porém também acarreta um erro em mode permanente (o braço se installiza em uma posição um pouco abaixo da desejada)

No código, por simplicidade, o erro é medido em graus e ação de controle é um número de 0 a 255, porém não há проблема pois pode-se mudar a constante para corrigir este erro.

O codigo доступен для загрузки.

Шаг 5: 3. Управление пропорционально-интегральным производным

Отсутствует система PID, есть 3 признака ошибки:

1- (Parcela Proporcional) O valor do erro assim como no controle proporcional.

2- (Parcela Integral) Soma dos valores de erro ao longo do tempo. Quanto maior o tempo em que há um valor de erro, maior a contribuição dessa parcela para ação de controle.

3- (Parcela Derivativa) Вариант мгновенного действия. Quanto mais o erro varia no tempo, maior é contribuição dessa parcela.

Com as constantes certas, o control PID proporciona uma subida suave até o ângulo desejado e, devido a parcela integration, fix qualquer erro em mode permanente.

O código está disponível для загрузки.