lunes, 17 de junio de 2013

Quinta practica - Segway

Esta practica se basa en el equilibrio dinámico, el robot en reposo estaría caído.
Un control PID tiene que regular el equilibrio  del robot .

PID

El PID que significa Proporcional, Integral, Derivado es un tipo de control de lazo cerrado, esto significa que actúa teniendo en cuenta el control(valor) de la salida.

La señal menos el valor de la salida generan un valor llamado  Error
este se calibra  operando con los distintos componentes del PID para general un nuevo valor de señal de entrada al sistema( en este caso los motores del robot).
para medir la salida como necesitamos un sensor rápido se usa el de infrarrojos.

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Soluciones que han ido surgiendo

-El algoritmo no tiene mucho problema en si mismo, como trabajamos con valores puntuales la integral se convierte en suma y  la derivada en restas.
Hay que encontrar el valor P que lo mantenga en equilibrio, y luego con I y D hacerlo mas robusto y duradero.

-El diseño de hardware tiene mas trabajo, se debe buscar un punto que tenga el centro de gravedad lo mas bajo posible y  centrado con  su base.
conviene que  el sensor de infrarrojos no este muy alto para reducir interferencias externas.  Y colocado en una posición que  una pequeña variación  del eje de gravedad sea captado rápidamente.

-Una idea para  ir calibrandolo es  considerar el problema como un péndulo invertido  y  tener una estimación  de  mas o menos donde podría estar el valor Proporcional. Cuando ya consiga estar estable ir metiendo valores un poco por tanteo  de I y D  y estudiar como se va comportando.
También es recomendable  que los ciclos/ segundo del programa sean altos para que pueda  captar las variaciones lo antes posible.

-Y bueno una vez hecho lo "científico" lo mas importante es tener suerte  para dar con unas contantes buenas,  que lo mantengan lo mas robusto posible y ya entra un poco en el área de arte y suerte.
Haciendo que sea la practica mas  desesperante porque es difícil controlar todas las condicione  al 100%; Un  cambio en la inclinación de la posición origen, un cambio en la posición de los motores, la carga de la batería, la luz ambiente,  el  contacto con el suelo, el viento, una mota de polvo, la holgura de las piezas, pueden hacer que no sea fácil encontrar las constantes idóneas.

-Para intentar mejorar la superficie de equilibrio le hice una umbralización  con zona estable para que no estuviese vibrando, equilibrio con variaciones pequeñas, zona sensible que es donde  la regulación es decisiva, y alarma que pertenece ya al campo  de no  recuperación, también tuve una versión que diferenciaba adelante de atrás ya que el robot no estaba del todo equilibrado.

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 Vídeo de su comportamiento

 

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Si hubiese tenido mas suerte con  esta practica, y un sensor giroscopio  me habría atrevido a intentar hacer un ball-bot  como el de este vídeo
manual de ensamblado

 

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