Цифровое управление положением шара на балансирующей платформе

Содержание

Слайд 2

Цель и задачи Цель работы: обеспечение автоматического управления движением шара по

Цель и задачи

Цель работы: обеспечение автоматического управления движением шара по заданной

траектории на балансирующей платформе.
Задачи:
Проанализировать процесс движения шара по заданной траектории на балансирующей платформе, выполнить его формализацию.
Получить математическую модель движения шара на балансирующей платформе.
Составить структурную схему системы цифрового управления положением шара на балансирующей платформе.
Синтезировать закон цифрового управления и провести моделирование движения шара по заданной траектории на балансирующей платформе.
Произвести выбор технических и программных средств для реализации цифрового положением шара на балансирующей платформе.
Выполнить расчет экономических показателей цифровой системы управления положением шара на балансирующей платформе.
Слайд 3

Математическое моделирование движения шара на балансирующей платформе Система шар-платформа

Математическое моделирование движения шара на балансирующей платформе

 

Система шар-платформа

 

 

Слайд 4

Математическое моделирование движения шара на балансирующей платформе Отношение между углом сервопривода

Математическое моделирование движения шара на балансирующей платформе

Отношение между углом сервопривода и

углом платформы,
которое позволяет нам обеспечить наилучший отклик системы:

 

 

В результате получаем:

Слайд 5

Обработка кадров 1) 2) 3) На рисунке 1 – исходное изображение,

Обработка кадров

1)

2)

3)

На рисунке 1 – исходное изображение,
полученное с камеры.
На рисунке

2 – определение положения шара,
результат вычитания объектов.
На рисунке 3 – фиксация координат шара.
Слайд 6

Структурная схема системы цифрового управления положением шара

Структурная схема системы цифрового управления положением шара

Слайд 7

Синтез закона цифрового управления положением шара Схема замкнутой системы шар-платформа Параметры

Синтез закона цифрового управления положением шара

 

Схема замкнутой системы шар-платформа

Параметры ПИД-регулятора состоят

из трех звеньев:
пропорционального, интегрального и дифференциального.

Вводим ПИД-регулятор для управления нашей системой.

Слайд 8

Компьютерное моделирование цифровой системы управления положением шара на балансирующей платформе Simulink схема системы шар-платформа

Компьютерное моделирование цифровой системы управления положением шара на балансирующей платформе

Simulink схема

системы шар-платформа
Слайд 9

Результаты моделирования Реакция системы без ПИД-регулятора Реакция системы с ПИД-регулятором

Результаты моделирования

Реакция системы без ПИД-регулятора

Реакция системы с ПИД-регулятором

Слайд 10

Результаты моделирования Положение шара по осям x,y (круговая траектория) Абсолютное положение

Результаты моделирования

Положение шара по осям x,y
(круговая траектория)

Абсолютное положение шара на платформе

по заданной траектории
Слайд 11

Комплекс технических средств цифрового управления На рисунках представлен комплекс средств для

Комплекс технических средств цифрового управления

На рисунках представлен комплекс средств для создания

цифровой системы
управления положением шара на балансирующей платформе:
1) Плата Arduino Uno
2) Веб-камера A4Tech PK900H
3) Сервопривод (MG90)

1)

2)

3)

Слайд 12

Экономические расчеты цифровой системы управления Полная себестоимость проекта

Экономические расчеты цифровой системы управления

Полная себестоимость проекта

Слайд 13

В работе выполнена разработка системы цифрового управления, которая контролирует положение шара

В работе выполнена разработка системы цифрового управления, которая контролирует положение шара

на балансирующей платформе.
Компьютерное моделирование в программной среде MatLab, подтвердило верную разработку цифровой системы управления.
В дальнейшем возможна реализация системы дистанционного задания необходимой траектории движения шара.

Заключение