- Tytuł:
-
Mechatronic design of a two-wheeled mobile platform
Mechatroniczny projekt dwukołowej platformy mobilnej - Autorzy:
- Ręczkowicz, Szymon
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/24086897.pdf
- Data publikacji:
- 2022
- Wydawca:
- Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie. Wydawnictwo AGH
- Tematy:
-
self-balancing vehicles
Kalman filter
two-wheeled structures
pojazdy samobalansujące
filtr Kalmana
konstrukcje dwukołowe - Opis:
-
The article presents the results of work on a project for a two-wheeled self-balancing mobile platform prepared as part of engineering work. The purpose of creating the structure was to enable the increased mobility of an adult over short distances in an urbanized environment. The whole design work was divided into several parts. In the first stage, requirements were assumed for the design of the device, electrical elements chosen, and a diagram of their electrical connections is presented. In the second part, the created CAD model of the structure is presented and some of mechanical elements described. In order to check the strength of the structure, the FEM analysis of the device body was carried out. The penultimate part was to analyze the problem of the inverted pendulum, which allowed to separate the state space model into a base subsystem and a control stick subsystem necessary to develop the control for the platform. In the last part, a stabilizing algorithm based on the LQR regulator was prepared and the use of sensory fusion in the form of a Kalman filter was focused on in order to increase the accuracy of determining the angle of deflection of the structure. Finally, simulations were prepared in the Simulink environment in order to check the correctness of the prepared algorithm. The whole was crowned with a summary of the work and setting directions for further research.
W artykule przedstawiono wyniki prac nad projektem dwukołowej samobalansującej platformy mobilnej przygotowanym w ramach pracy inżynierskiej. Celem stworzenia konstrukcji było umożliwienie zwiększania mobilności osoby dorosłej na niewielkich odległościach w zurbanizowanym środowisku. Całość prac projektowych podzielono na kilka części. W pierwszym etapie przedstawiono wymagania założone dla projektu urządzenia, dobrano elementy elektryczne oraz schemat ich połączeń elektrycznych. W drugiej części omówiono stworzony model CAD konstrukcji oraz jego elementy mechaniczne. W celu sprawdzenia wytrzymałości konstrukcji dokonano analizy MES korpusu urządzenia. Przedostatnią częścią było przeanalizowanie zagadnienia odwróconego wahadła, które pozwoliło na wyprowadzenie modelu przestrzeni stanu z rozdzieleniem na podsystemy bazy i drążka sterowniczego niezbędnego do opracowania sterowania dla platformy. W ostatniej części przygotowano algorytm stabilizujący na podstawie regulatora LQR oraz rozważano zastosowanie fuzji sensorycznej w postaci filtru Kalmana w celu zwiększenia dokładności określania kąta odchylenia konstrukcji. Na koniec przygotowano symulacje w środowisku Simulink w celu sprawdzenia poprawności przygotowanego algorytmu. Całość została zwieńczona podsumowaniem prac oraz wytyczeniem kierunków dalszych badań. - Źródło:
-
Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering; 2022, 60, 2; 17--34
2450-7326
2449-6421 - Pojawia się w:
- Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł