ANALISI E PRIMA REALIZZAZIONE DI UN PROTOTIPO DI SEGWAY Relatore: Ing. Daniele Carnevale...
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ANALISI E PRIMA REALIZZAZIONE DI UN PROTOTIPO DI SEGWAY Relatore: Ing. Daniele Carnevale Correlatore: Ing. Thomas Fürnhammer Università degli studi di Roma Tor Vergata Candidato: Gianluca Capparelli
ANALISI E PRIMA REALIZZAZIONE DI UN PROTOTIPO DI SEGWAY Relatore: Ing. Daniele Carnevale Correlatore: Ing. Thomas Fürnhammer Università degli studi di
ANALISI E PRIMA REALIZZAZIONE DI UN PROTOTIPO DI SEGWAY
Relatore: Ing. Daniele Carnevale Correlatore: Ing. Thomas Frnhammer
Universit degli studi di Roma Tor Vergata Candidato: Gianluca
Capparelli
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Introduzione - Costruzione del prototipo di segway - Analisi ed
identificazione dei motori del prototipo e progettazione di
relativi sistemi di controllo dellangolo di rotazione - Studio del
modello generalizzato del segway e linearizzazione per ottenerne la
descrizione nello spazio di stato - Simulazione di un controllo LQR
applicato al sistema con lo scopo di ottenere lequilibrio
Costruzione Motori Modello Controllo LQR Conclusioni
Introduzione
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- Veicolo elettrico a due ruote auto-bilanciante -
Presentazione: 3 Dicembre 2001 - Cinque giroscopi - 19 km orari -
Dynamic Stabilization - Controlli tramite piantone del manubrio
Introduzione Il segway Costruzione Motori Modello Controllo LQR
Conclusioni Introduzione
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Hardware utilizzato: - 2 motori DC - 2 encoder incrementali -
Circuiti di controllo per i motori - Scheda Arduino Costruzione
Introduzione Motori Modello Controllo LQR Conclusioni
Costruzione
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Costruzione Il circuito del ponte H Introduzione Motori Modello
Controllo LQR Conclusioni Costruzione Per ogni motore: - 4
switching element - 4 catch diode
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Costruzione Altro hardware Introduzione Motori Modello
Controllo LQR Conclusioni Costruzione Microcontrollore Arduino UNO
Encoder incrementali
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Costruzione Risultato Introduzione Motori Modello Controllo LQR
Conclusioni Costruzione
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Motori Lhardware Introduzione Costruzione Modello Controllo LQR
Conclusioni Motori Modello: HN-GH12-1634T
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MisurazioniDati sperimentali # poli e zeri della FdT Motori
Identificazione Introduzione Costruzione Modello Controllo LQR
Conclusioni Motori Procedura Matlab Identification.m Motore FdT
Ingressi FdT compare Fitting armax
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Motori Identificazione Introduzione Costruzione Modello
Controllo LQR Conclusioni Motori I 1 1 1 0 II 3 0 0 0 III 3 3 3 0
IV 0 0 0 3 V 1 1 1 3 Tipo di ingresso Gradino Rampa Cosinusoide
PRBS Metodo Gradino:
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Motori Identificazione Introduzione Costruzione Modello
Controllo LQR Conclusioni Motori I 1 1 1 0 II 3 0 0 0 III 3 3 3 0
IV 0 0 0 3 V 1 1 1 3 Tipo di ingresso Gradino Rampa Cosinusoide
PRBS Metodo Rampa:
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Motori Identificazione Introduzione Costruzione Modello
Controllo LQR Conclusioni Motori I 1 1 1 0 II 3 0 0 0 III 3 3 3 0
IV 0 0 0 3 V 1 1 1 3 Tipo di ingresso Gradino Rampa Cosinusoide
PRBS Metodo Cosinusoide:
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Motori Identificazione Introduzione Costruzione Modello
Controllo LQR Conclusioni Motori I 1 1 1 0 II 3 0 0 0 III 3 3 3 0
IV 0 0 0 3 V 1 1 1 3 Tipo di ingresso Gradino Rampa Cosinusoide
PRBS Metodo PRBS (PseudoRandom Signal):
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Motori Identificazione Introduzione Costruzione Modello
Controllo LQR Conclusioni Motori I 1 1 1 0 II 3 0 0 0 III 3 3 3 0
IV 0 0 0 3 V 1 1 1 3 Tipo di ingresso Gradino Rampa Cosinusoide
PRBS Metodo Metodo I: Scartato per diagrammi di Bode non coerenti
con le caratteristiche di velocit dei motori riscontrate a parit di
tensione applicata (v M1
x(0)=x 0 =[0 0 20 0] Controllo LQR Simulazioni con Q differenti
Introduzione Costruzione Motori Modello Conclusioni Controllo LQR
Andamento di (t) Q=I Q 3,3 >>1 Q 2,2 >>1
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x(0)=x 0 =[0 0 20 0] Controllo LQR Simulazioni con Q differenti
Introduzione Costruzione Motori Modello Conclusioni Controllo LQR
Q=I Q 3,3 >>1 Q 2,2 >>1
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x(0)=x 0 =[0 0 20 0] Controllo LQR Simulazioni con Q differenti
Introduzione Costruzione Motori Modello Conclusioni Controllo LQR
Andamento di u=-Kx Q=I Q 3,3 >>1 Q 2,2 >>1
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-Applicazione del controllo -Aggiunta di accelerometro e
giroscopio -Alimentazione da batteria Conclusioni e sviluppi futuri
Introduzione Costruzione Motori Modello Controllo LQR Conclusioni
-Hardware costruito -Motori identificati e controllati -Modello
ricavato -Simulazione dellequilibrio con controllo LQR