Добрый день, уважаемые члены государственной
аттестационной комиссии! Вашему вниманию предоставляется выпускная
квалификационная работа на тему «Сравнение способов автоматической
настройки регулятора мобильного робота».
Целью данной работы является сравнение существующих
алгоритмов автоматической настройки различных регуляторов и разработка
собственного алгоритма настройки для определенного объекта управления.
Результатом данного алгоритма должны стать высокие показатели качества
системы, а именно небольшое перерегулирование (не более 10%) и маленькое
время регулирования системы (не более пяти минимальных постоянных времени
передаточной функции объекта управления). В качестве объекта исследования
выступает трехколесный мобильный робот, предназначенный для участия в
соревнованиях и отвечающий следующим требованиям:
Был выполнен обзор методов и алгоритмов, позволяющих
настроить регулятор. Перечень методов представлен на слайде. Так как
наилучшие показатели качества система приобретает при настройке на модульный
оптимум, будем использовать именно такую методику синтеза регуляторов при
разработке алгоритма автоматической настройки.
Перед тем как приступить к исследованию конструкционных
особенностей мобильного робота был выполнен обзор существующих конструкционных
решений трехколесных мобильных роботов. Было найдено два аналогна, на
основе которых и было сформировано конструкционное решение: Робот состоит
из несущей платформы, на которой установлено два двигателя с редукторами.
Каждый двигатель управляет отдельным колесом. Для свободного движения с
поворотами платформа имеет третье колесо, которое свободно двигается. На таком
роботе можно изучать алгоритмы управления движением, движение с объездом
препятствий, движение по полосе и др.
Основным функциональным элементом мобильного робота
является микроконтроллер (МК), на который поступают сигналы с датчика
полосы (Д) и датчиков скорости (ДС) движения колес робота. У робота
имеются два колеса, управление скоростью вращения которых происходит
независимо. Датчик полосы и датчики скорости вырабатывают аналоговые
сигналы, на основе которых МК вычисляет величину отклонения центра датчика
от центра полосы и скорость робота. Сигналы с датчиков поступают на АЦП
контроллера, обрабатываются, и затем при помощи ШИП подаются два
независимых сигнала управления двигателями. Сигналы проходят через
усилители (У), которые используется для усиления сигналов по мощности.
После усиления сигналы управления поступают на двигатели (Д), а затем
через редукторы (Р) осуществляется вращение колес. Скорость вращения колес
напрямую зависит от мощности сигналов управления.
Согласно регламенту Всероссийского фестиваля, мобильный
робот имеет
