מצגת סיום פרויקט בקרת חוליה של נחש מכני הפרויקט סמסטריאלי

Presentasjon om: "מצגת סיום פרויקט בקרת חוליה של נחש מכני הפרויקט סמסטריאלי"— Utskrift av presentasjonen:

1 מצגת סיום פרויקט בקרת חוליה של נחש מכני הפרויקט סמסטריאלי
מציגים : בוריס לנדה ,קגנסקי ירוסלב מנחים : ד"ר אלון וולף , קובי כוחיי סמסטר אביב תשס"ז

2 רובוט נחש כמכלול חוליות רבות לשם תנועה. חוליה = מנוע + בקר.
כל חוליה דורשת בקרה קשיחה ומהירה. הזווית הנדרשת מתקבלת ממסוף מחשב.

3 מבנה חולית נחש מנוע DC בקר מסוג PIC פוטנציומטר מגבר דיגיטלי ((H-BRIDGE
בין -90 deg ל +90 deg בקר מסוג PIC פוטנציומטר מגבר דיגיטלי ((H-BRIDGE ספק מתח

4 שלבי העבודה הכרת סביבת MP-LAB הכרת הבקר: רגיסטרים ייעודיים קצב שעון
פונקציות פנימיות מגבלות זיכרון יציאות וכניסות

5 שלבי העבודה - המשך הכרת החומרה: התאמה בין החלקים השונים
מגבלות המנוע מגבלות הכרטיסון (מגבר) התאמה בין החלקים השונים תכנון הבקרה ומימושה בקוד בדיקות הרצה ותיקון שגיאות

6 סכימה כללית: PIC 16F877A PWM signal DC MOTOR H-BRIDGE Angle
POTENTIOMETER Feedback

7 נקודות למחשבה: הבקר דיגיטאלי , המנוע אנלוגי
משמעויות: - דיוק זווית סופי - A/D - PWM - נוסחת נסיגה

8 הפתרונות הבקר הנבחר PIC 16F877A פונקצית PWM פנימית ממירA/D פנימי
הייצוג לזווית בעזרת 10 סיביות (מה שהבקר מאפשר) ולכן דיוק הזווית :

9 שיטת הבקרה באופן כללי – שימוש בפסיקת שעון פנימי של ה-PIC
בתדרHZ (בערך) לבקרה. הבקר הנבחר : PID בזמן בדיד. יתרונות: קשיח אין שגיאה במצב מתמיד Overshoot קטן זמן התייצבות קצר קל למימוש

10 פיתוח נוסחת הבקרה: נגדיר : SP – הכניסה לבקר , הזווית הנדרשת
PV – המשוב , יציאת הפוטנציומטר CO – יציאת הבקר נוסחת הבקרה בזמן רציף: נגזור את 2 האגפים :

11 עוד קצת "חשבון"... נקרב לזמן בדיד ונקבל את נוסחת הבקרה מסוג A :
כאשר T זמן מחזור הדגימה.

12 ועוד טיפה "חשבון"... בקר מסוג A אינו טוב.. נמשיך הלאה...
נניח כי אין שינויים זמניים ב SP (הנחה מוצדקת לפי תדר הבקרה הגבוה) ונקבל את סוג B : ניתן להמשיך בכיוון זה לבקר C אך אין צורך .. אנו השתמשנו בבקר B.

13 הבקרה ביתר פירוט: יש בעיה אחת : כיצד קובעים את הערכים Kp , Kd , Ki ?
במקרה שלנו – ניסוי וטעייה – כללי אצבע שימוש בפוטנציומטר נוסף "TESTER" לבדיקת טיב הבקרה. הערכים שהתקבלו לבסוף :

14 העברת קלט לבקר RS232 2 byte מידע ה-PIC מייצר interrupt
הזווית משתנה , אך לא באמצע מחזור בקרה !

15 העברת הקלט לבקר –המשך 10 סיביות המידע מועברות ב-2 בתים.
10 סיביות המידע מועברות ב-2 בתים. כל הבית הראשון בתוספת 2 סיביות הLSB של הבית השני.

16 עבודות קודמות ומסקנות לעתיד:
מירב הנחשים שנבנו השתמשו במנועי SERVO יתרונות של בקרה ישירה: - בקרה טובה יותר - מנועים חזקים יותר - חיסכון בעתיד: ניתן לשפר את המערכת על ידי בקרה על מספר מנועים. מזעור המערכת והכנסתה לחולייה.