Sistema Pêndulo + Hélice: Controle De Posição: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Este experimento juga desenvolvido como trabalho prático daiplinlina "Eletrônica Industrial" no primeiro semestre de 2018, pelos alunos Eduardo Coelho e Rodrigo Sousa, do curso de engenharia Aeroespacial na Universidade Federal de Minas Gerais.

O "Sistema pêndulo + hélice: controle de posição" buscou uma abordagem prática de técnicas de controle para posicionar um pêndulo a partir de uma posição de referência setada. Esse controle de posição juga feito utilizando controles dos seguintes tipos: liga / desliga, proporcional (kp), e proporcional-integral-derivativo (kp, kd, ki). Finalmente, juga memerhatikan pengaruh yang berbeza-beza, dan juga perbezaan dari sintonia de controladores.

Langkah 1: Seleção De Componentes E Materiais

Para construção do projeto, foram utilizados:

Eletrônica

2 Potenciômetros (R $ 1, 90)

1 Transistor Mosfet IRF1404 (R $ 8, 00)

1 Arduino uno (R $ 34, 90)

1 Bateria Lipo (3.7 V) (R $ 15, 00)

Konektor Cabos (R $ 5, 00)

1 Perintang de 100 mili ohm (R $ 0, 20)

1 Motor DC 3.7V 48000RPM (R $ 4, 00)

Materiais

Madeira balsa (untuk tergesa-gesa)

MDF (para o suporte do pêndulo)

Fita isolante

Cola

Peralatan

Serra

Furadeira

Jumlah Custo: R $ 70, 00 (aproximado)

Langkah 2: Montagem Do Sistema

Satu montagem do sistema é muito simples, mas uma atenção khususnya telah menuntut para komponen untuk muito sensível: o transistor MOSFET. Seu manuseio deve ser cuidadoso, uma vez que a estática do próprio corpo é capaz de o danificar, se um de seus terminais entrar em contato com o corpo humano.

Lembrete: O potenciômetro de referência, no desenho, na verdade se encontra na tergesa-gesa melakukan pêndulo, e varia com a descida e subida do mesmo.

** Dificuldades construtivas / Dicas:

Asas percobaan, juga menggunakan MDF untuk menggunakan laser, dan juga laser laser gravada com.

Wahai motor, acoplado na ponta do pêndulo, juga 'emendado' com fita crepe e pedaços de madeira para que a hélice, ao girar, não encostasse na madeira e pudesse gerar empuxo corretamente.

Have deve ser longa o sufficiente para que o empuxo do motor seja o suficiente para elevá-la. (braço de alavanca).

É muito importante que o terra da bateria seja o mesmo terra do Arduino. Sem Isso o sistema não liga.

Langkah 3: 1. Sistema De Controle De Posição Liga / Desliga

Na primeira estratégia de controle utilizada, inspirados por experimentos semelhantes, juga implementado um controle que, a partir da referência (do potenciômetro de referência) e da medição da posição do pêndulo, ligava o motor caso ele estivesse abaixo da de saxo da sua posição ultrapassasse mesma. Oleh contoh:

Foi setada uma posição na referência de 45º;

O pêndulo inicialmente se encontrava a 0º;

O sistema liga o motor e o braço sobe;

A nova medição da posição do braço indica 50º;

O sistema desliga o motor e o braço desce;

Mede-se novamente e o braço desceu para 35º;

O sistema liga o motor e o braço sobe.

Contohnya, lakukanlah péndulo é controlada por um "liga / desliga", deixando o sistema oscilante como pode ser visto no gráfico. Tidak ada video, mungkin ada pemerhatian atau funcionamento oscilante.

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Langkah 4: 2. Controle Proporcional

Tiada sistema de controle proporcional, ação de controle (tração do motor controlada por PWM) prop proporsional ao valor do erro: o ângulo medido pelo potenciômetro de medição é perbandinganado com ângulo desejado e este erro é multiplicado por uma constan para obter motor potensia fornecida ao. Oleh penerbitan, patuh o braço se aproxima da posição desejada, tração do motor adalah diminuida. Isso proporciona uma subida um pouco mais suave do que no sistema liga e desliga, porém também acarreta um erro em rejim permanen (o braço se estabiliza em uma posição um pouco abaixo da desejada)

Tiada código, por simplicidade, o erro é medido em graus e a ação de controle é um número de 0 a 255, porém não há problema pois pode-se mudar sebagai pemalar untuk corrigir este erro.

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Langkah 5: 3. Controle Proporcional-Integral Derivativo

Tiada sistema PID, ação de controle leva em consideração 3 características do erro:

1- (Parcela Proporcional) O valor do erro assim como no controle proporcional.

2- (Parcela Integral) Somo dos valores de erro ao longo do tempo. Quanto maior o tempo em que há um valor de erro, maior a contribuição dessa parcela para a ação de controle.

3- (Parcela Derivativa) Segera yang tidak betul berlaku. Quanto mais o erro varia no tempo, maior adalah contribuição dessa parcela.

Com as constes certas, o controle PID proporciona uma subida suave até o ângulo desejado e, devido a parcela integral, corrige qualquer erro em rejim permanen.

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