Pincin, Santiago J. (2016) Diseño, construcción y control de un robot balancín. / Desing, construction and control of a balancing robot. Proyecto Integrador Ingeniería Mecánica, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.
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Resumen en español
Se diseñó, construyó, simuló e implementó un dispositivo robot balancín para la aplicación y estudio de técnicas avanzadas de control. Para esto se realizó el diseño mecánico del dispositivo, de acuerdo a una elección entre dos modelos distintos y cuatro tipos diferentes de transmisión. Luego se instrumentó el dispositivo con encoders de posición , acelerómetro y giróscopo para obtener el estado del dispositivo y controlarlo. Se realizó una placa electrónica para la lectura y procesamiento de señales de sensores con un micro controlador, un regulador de tensión, y un driver para los motores, capaz de obtener las señales de los encoders y el módulo acelerómetro-giróscopo y enviarlas por comunicación hacia una mini-computadora, la cual ejecuta el control, y se comunica nuevamente a la placa diseñada para comandar los motores. Se desarrolló un modelo teórico simplificado en dos dimensiones para facilitar la posterior identificación de planta. Se realizaron experimentos para lograr una identificación de planta. A partir de lo obtenido, se diseñó y simuló el control necesario para mantener la estabilidad. Se implementó posteriormente el control diseñado. Se reajustaron los parámetros correspondientes de acuerdo a la práctica experimental para mejorar la respuesta dinámica del sistema.
Resumen en inglés
A pendulum robot was designed, implemented and controlled. In order to accomplish this, the mechanic design has to be done. In order to the mechanic design, a selection was made between two different models and four different transmission types. After that, the device was equipped with encoders and a sensor module including gyroscope and accelerometer. An electronic board was designed and built, which include a microcontroller, a voltage regulator and a two-motor driver. The function of the board was to collect information of the module, and the encoders, and to communicate with another minicomputer, which will calculate the control. A simplified mathematical model was developed. It was simple since it considered the whole mass concentrated in the middle plane. This model allows identification and control of the device. Experiments were performed in order to obtain a system identification. After that, some control was simulated to maintain stability. This control was later implemented on the computer, and their constants were modified to improve the system dynamic response.
| Tipo de objeto: | Tesis (Proyecto Integrador Ingeniería Mecánica) |
|---|---|
| Información Adicional: | Área Temática: Control. |
| Palabras Clave: | Robots; Autómatas; Tilt mechanism; Mecanismos de inclinación; Pendulums; Pendolos; Control equipment; Equipos de control;[Mechanical design; Diseño mecánico; Inverted pendulum; Péndulo invertido] |
| Referencias: | [1] Catia V5R20 http://www.3ds.com/es, 2009. 3 [2] Ashby, M. Materials Selection in Mechanical Design. 3”a ed”ón. Butterworth- Heinemann, 1999. 8 [3] Microchip. dsPIC33FJ32GP302/304,dsPIC33FJ64GPX02/X04, and ds- PIC33FJ128GPX02/X04 manual, 2007. 11, 12 [4] Analog Devices. ADXL345 3 Axis digital acelerometer datasheet, 2009. 12, 17 [5] InvenSense. ITG-3200 3 Axis digital Gyro Product Specification Revision 1.4., 2010. 12, 18 [6] Toshiba. TB6612FNG 2 motor driver datasheet, 2007. 13 [7] Texas Instruments. MAX232x Dual EIA-232 Drivers/Receivers manual, 2014. 14 [8] Landau, L., Lifshitz, E. Mechanics, tomo 1. 3”a ed”ón. Ed. Oxford, 1976. 26 [9] Franklin, G. F., Powell, D. J., Abbas, E. N. Feedback Control of Dynamic Systems. 3”a ed”ón. Addison-Wesley Publishing Company, 1994. 26 [10] Kalman, R. E. A new approach to linear filtering and prediction problems. Transactions of the ASME-Journal of Basic Engineering, 82 (Series D), 35-45, 1960. 30 [11] Faragher, R. Understanding the basis of the kalman filter via a simple and intuitive derivation. IEEE SIGNAL PROCESSING MAGAZINE, 128, 2012. 30 [12] TooN C++ library, TooN Documentation ,http://www.edwardrosten.com/cvd/ toon.html, 2015. 34 [13] Franklin, F., Powell, D., Workman, M. Digital Control of Dynamic Systems. 2”a ed”ón. Addison-Wesley Publishing Company, 1990. 36, 37 [14] Mathworks, Matlab-Simulink2013b, http://www.mathworks.com/, 2013. 39, 40 |
| Materias: | Ingeniería mecánica |
| Divisiones: | Energía nuclear > Ingeniería nuclear > Control de procesos |
| Código ID: | 557 |
| Depositado Por: | USUARIO INVÁLIDO |
| Depositado En: | 02 Sep 2016 16:07 |
| Última Modificación: | 02 Sep 2016 16:12 |
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