-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
New issue
Have a question about this project? Sign up for a free GitHub account to open an issue and contact its maintainers and the community.
By clicking “Sign up for GitHub”, you agree to our terms of service and privacy statement. We’ll occasionally send you account related emails.
Already on GitHub? Sign in to your account
[2022] Robot valjak #2
base: master
Are you sure you want to change the base?
Conversation
Deploying with Cloudflare Pages
|
content/2022/robot-valjak.md
Outdated
|
||
Uvod treba da sadrži sledeće stvari: | ||
|
||
Motivacija iza projekta je bila suprotstavljane ideje popularnog robota - balansera. Ideja je bila da pomoću klatna koje uvek teži da se vrati u stabilan položaj |
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
Ovo malo zvuči kao direktan odgovor na pitanje "šta je motivacija?".
Takođe, ljudi ne znaju šta je robot balansero, tako da bi morali da prvo objalnite to, pre nego što napišete ovako neku rečenicu
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
- Za ovo cu morati da razmislim kako da formulisem, ali da li bi dobra ideja bila "Ideja projekta je..." ili slicno
- Da li umesto balansero mogu da napisem "inverted pendulum robot" posto je to "poznat" termin?
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
- Da to je ok
- Nije dovoljno poznat za uvod
content/2022/robot-valjak.md
Outdated
Uvod treba da sadrži sledeće stvari: | ||
|
||
Motivacija iza projekta je bila suprotstavljane ideje popularnog robota - balansera. Ideja je bila da pomoću klatna koje uvek teži da se vrati u stabilan položaj | ||
robot može biti konstruisan sa manjom preciznošću što bi ubrzalo proces pravljenja u slučaju masovne proizvodenje, kao i vreme dolaska do prvog funkcionalnog prototipa, budući da robot može da radi uz bilo kakav (ne)kontrolisan pogon motora. Takođe zbog oblika robota sve vitalne komponente se sadržane unutar konture, čineći robota izdržljivijim i jednostavnijim za popravku. |
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
- Zašto mislite da može biti konstruisan sa manjom preciznošću?
- Zašto bi neko masovno proizvodio ovog robota?
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
- Zato sto za razliku od balansera komponente mogu da budu manje precizne i rabot ce nastaviti da radi, ali uz manje performanse.
- Zato sto se konstrukcija sastoji iz delova koji su jednostavni za proizvodnju, mogu da imaju manju preciznost, manje kontrolisan sistem i izdrzljiv je zbog svoje konstrukcije, sto sve doprinsi jefinijoj ceni izrade.
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
- To je dobro, dodajte u tekst.
- To što se nešto lako pravi ne znači da treba. Pitanje je "čemu ovo služi?". Zamisli da prodaješ ovu ideju nekoj velikoj firmi i budeš u fazonu "Ovo je mnogo dobar robot, ne radi ništa, ali zato može da se napravi 10 puta jeftinije nego pre"
content/2022/robot-valjak.md
Outdated
|
||
U radu su simulirana tri PID kontrolera. Prvi PID kontroler odžava konstantan ugao inklinacije klatna u odnosu na horizontalnu podlogu po kojoj se valjak kreće. Drugi PID kontroler održava konstantnu ugaonu brzinu valjka. Poslednji PID kontroler održava konstantan ugaoni pređeni put valjka. Blok dijagram kontrolnog sistema je predstavljen na slici: | ||
|
||
Kao što je u prethodnom poglavlju rečeno, transfer funkcija predstavlja odnos između signala upravljačkog sistema i ulaznog signala, za sve moguće ulazne vrednosti. Ukoliko je transfer funkcija predstavljena preko Laplasovih transformacija onda je takva funkcija prenosa definisana na kontinualnom domenu. Takav oblik transfer funkcija je od koristi prilikom teorijskih analiza kao što je analiza polova i nula. Nazalost, u praksi nam treba diskretna reprezentacija sistema što proizilazi iz toga da mikrokontroler rade isključivo nad diskretnim domenom vrednosti. Postoje razni algoritmi koji vrše željenu konverziju. Jedan od njih, koji je i koriščen u radu, *Zero-order Hold* metoda |
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
- Nemojte da ponavljate definicije
- "Kao što je u prethodnom poglavlju rečeno" izbaciti (isto ako i pre komentar što sam dao)
- "Ukoliko je transfer funkcija predstavljena preko Laplasovih transformacija onda je takva funkcija prenosa definisana na kontinualnom domenu" - Ovo je malo bezveze napisano. Bolje objasnite ovo u trenutku kada pišete o transfer funkcijama, ako vam je to bitno, pa posle pišite "kontinualna transfer funkcija" i "diskretna transfer funkcija"
- "Takav oblik transfer funkcija je od koristi prilikom teorijskih analiza kao što je analiza polova i nula." Vi ovo niste radili. Pored toga, niste objasnili šta su polovi i nule.
- Zašto "Nažalost"? To je dobra stvar da se diskretizuje, zato što možemo da pravimo kompleksnije kontrolere na jednostavniji način.
- Objasnite šta je "Zero-order hold" i zašto ste ga koristili
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
Stavke od jedan do pet su odradjene. Što se tiče ZOHa je ista situacija kao i za matričnu transfer funkciju, ja nigde nisam implementirana ZOH funkcija već je samo prosledjena kao parametar Control funkciji.
@@ -2,3 +2,208 @@ | |||
title: Robot valjak | |||
summary: Robot u obliku valjka je projekat rađen na letnjem kampu za stare polaznike 2022. godine od Nikole Ristanovića i Filipa Bajraktarija. | |||
--- | |||
|
|||
![Grafički apstrakt](/images/2022/robot-valjak/graficki_apstrakt.svg) |
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
- Zamenite imena signala sa simbolima.
- Koristite sans serif i veći font (da se lakše čita)
content/2022/robot-valjak.md
Outdated
|
||
Uvod treba da sadrži sledeće stvari: | ||
|
||
Motivacija iza projekta je bila suprotstavljane ideje popularnog robota - balansera. Ideja je bila da pomoću klatna koje uvek teži da se vrati u stabilan položaj |
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
- Da to je ok
- Nije dovoljno poznat za uvod
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
Ovi komentari su za hardver većinski, ostalo ću dodati kasnij
8. E38S6G5 Opticki inkrementalni enkoder | ||
|
||
#### Princip rada | ||
|
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
Fali tekst?
content/2022/robot-valjak.md
Outdated
|
||
##### Arduino Nano i HC05 | ||
|
||
Uređaj koji vrši prikupljanje i obradu podataka i signala sa senzora, kao i generisanjem signala za upravljane motorom je Arduino Nano. Ovo je 16-bitni mikrokontroler koji na sebi poseduje Atmega328p čip. Ovaj mikrokontoler sa HC05 Bluetooth modulom komunicira pomoću UART-a na BAUD rate-u od 9600 bitova po sekundi, omogućavajući bežični prenos podataka. Napaja se pomoću napona od 5 volti sa mikrokontrolera. Iako modul radi na 5V, napon na signalnim pinovima (RX, TX) je ograničen na 3.3V, tako da je obavezna upotreba naponskog razdelnika kao bi se napon signala sa mikrokontrolera (5V) spustio na odgovarajući nivo. |
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
- Nije bitno koji je čip na arduinu
- Stavite novi pasus za blutut modul
content/2022/robot-valjak.md
Outdated
|
||
##### Li-ion baterija i LM2598 Stepdown regulator | ||
|
||
Napajanje koje se u projektu koristi su 4 redno vezane Samsung 18650-35E Litijum-jonske baterije zbog svog kapaciteta od 5000mAh i maksimalne struje od 2A. Baterije se pune eksternim punjacem pomoću balansirajućeg konektora na njima. Napon sa baterije se sprovodi do LM2598 regulatora gde se napon spušta na 12V kako bi dalje mogao da se dovede do H-mosta, budući da je u trenutnoj konfiguraciji njegov napon ograničen na maksimalnih 12V. Potom se struja iz H-mosta pomocu njegovog integrisanog regulatora spusta na 5V i dovodi do mikrokontrolera i ostalih senzora. Napon baterije se meri na mikrokontroleru kroz naponski razdelnik kako bi se napon od 16.8V spustio na 5V koji su bezbedni za mikrokontroler. Baterija može da radi oko 3.5h u aktivnom režimu robota. |
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
- Nije bitno kako se baterija puni
- Ovde pominjete h most, a niste ga opisali ranije, tako da verujem da to objašnjenje treba da ide pre ovoga
content/2022/robot-valjak.md
Outdated
|
||
Tokom rada na projektu, uspešno je realizovana hardverska implementacija robota i prikupljeni su podaci o tome kako sistem reaguje na uzastopne odskočne odzive. Tokom istraživanja su izmerena tri odskočna odziva koja redom odgovaraju transfer funkcijama ugla inklinacije klatna u odnosu na podlogu u zavisnosti od napona motora, ugaone brzine klatna u odnosu na podlogu u zavisnosti od ulaznog napona motora i ugaonog pređenog puta robota u zavisnosti od ulaznog napona motora. | ||
|
||
Prilikom dizajniranja klatna valjka centar mase korpe i komponenti (baterije, arduino i ostali moduli) se ne nalazi u osnosimetričnoj ravni korpe već je blago izbačen sa strane što dovodi do toga da nula u merenju inklinacije ugla nije prava nula. Takođe, ovome je potpomogla i činjenica da se na DC motoru nalazi reduktor zbog kog ne postoji prava nula već postoji interval uglova koji mogu biti prava nula. Za male uglove moment zemljine teže na klatno se izjednačava sa momentom sile koju reduktor proizvodi na klatno. Drugim rečima, javalja se mali interval oko prave nule za koje se klatno nalazi u indiferentnoj ravnoteži i u kojoj krajnji položaj zavisi isključivo od početnog impulsa. Ukoliko je veći početni impuls veća je i greška merenja ugla inklinacije. Ovaj fenomen se može predstaviti na grafiku ispod gde se vidi da robot konstantno *driftuje* u jednu stranu. Za dalji rad na ovom robotu treba da se poravna centar mase sistema kao i da se poveća masa klatna kako bi se smanjio opseg uglova koji mogu biti prava nula i na taj način postići preciznija merenja. |
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
- "nula u merenju inklinacije ugla nije prava nula" -> "merenje ugla ne bude centrirano oko nule" ("prava nula" zvuči čudno)
- "Takođe, ovome je potpomogla i činjenica da se na DC motoru nalazi reduktor zbog kog ne postoji prava nula već postoji interval uglova koji mogu biti prava nula" Ovo ima još manje smisla. Takođe, reduktor ne utiče na merenje, on utiče na fiziku koju niste modelovali, a na merenje utiče samo diskretizacija ugla u enkoderu.
- "Za male uglove moment zemljine teže na klatno se izjednačava sa momentom sile koju reduktor proizvodi na klatno" zašto samo za male uglove? Ovo može da bude pod bilo kojim uglom. Takođe gde je nestao moment usled statičkog trenja?
- "u kojoj krajnji položaj zavisi isključivo od početnog impulsa" Ovo mi nije najjasnije
- "Ukoliko je veći početni impuls veća je i greška merenja ugla inklinacije" Kako dinamika robota utiče na merenje uglova? Ovo ne bi trebalo da je tačno
- "Ovaj fenomen se može predstaviti na grafiku ispod gde se vidi da robot konstantno driftuje u jednu stranu" Da li je ovo sigurno tačno? Da nije ovo nešto slično random walk-u, tj. da li ako se eksperiment ponovi dovoljan broj puta, na različitim podlogama pod različitim uglovima vidimo ovaj efekat? Takođe, merenje ugla i ovo što zovete "prava nula" ne utiče na merenje koje ste pokazali zato što nigde ne koristite to merenje.
- Objasnite ovaj grafik malo bolje, šta je pobuda i gde. Kako je pređeni put robota u radianima?
- "Za dalji rad na ovom robotu treba da se poravna centar mase sistema kao i da se poveća masa klatna kako bi se smanjio opseg uglova koji mogu biti prava nula i na taj način postići preciznija merenja." - Ne verujem da je ovo zaključak iz onoga što ste napisali i ovog komentara. Ako reduktor unosi nelinearnu komponentu u sistem, to ne može da se izbegne, što znači da treba ili da se zanemari ili doda u algoritam za kontrolu.
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
- Utiče na merenje zato što kada robot miruje klatno nije vertikalno i onda iz očitavanja može da se zaključi da se robot kreće
- stvar je o tome da iako nema napona na motoru klatno nece mirovati vertikalno već pod nekim uglom. Taj neki ugao ne mora matematički da bude mali, vec da samo postoji ali da nije bas 90stepeni
- ako je klatno u početku vertikalno i ako ga slabo gurneš on će se pomeriti za neki ugao. Ako ga gurneš malo jače on će se zaustaviti na nekom višem uglu sve dok ga ne gureneš dovoljno jako da ne izađe i te zone.
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
- Ovaj deo nema veze sa robotom dok se kreće već kažem da klatno kada bismo gurnuli ono se ne bi vratilo u prvobitni položaj već bi ostalo pod nekim uglom. Ja sam reko da je taj ugao veći što je impuls veći sve dok impuls ne postane dovoljno velik da zapravo obrne klatno
- Taj random walk je uvek bio na istoj strani robota i svaki put se pojavljivao. Što se tiče prave nule ona ne utiče ninašta ali nam je predstavljala problem u implementaciji PID-ova zato i stoji tu to je kao naš zaključak šta bi tebalo u buduće da se radi
- Reduktor unosi nelinearnu komponentu ali je ideja da se klatno oteža i izbalansira kako bi se smanjio efekat reduktora
![Ugao inklinacije robota valjka](/images/2022/robot-valjak/ugao_inklinacije_klatna.png) | ||
|
||
![Ugaona brzina klatna robota valjka](/images/2022/robot-valjak/ugaona_brzina_klatna.png) | ||
|
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
Zar niste imali eksperiment sa kontrolom ugla inklinacije i brzine?
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
Možda smo imali neki test, ali podaci nisu sačuvani.
content/2022/robot-valjak.md
Outdated
|
||
![Predjeni put robota valjka](/images/2022/robot-valjak/predjeni_put_robota.png) | ||
|
||
Druga dva merenja predstavljaju kako u realnom sistemu napon na motoru utiče na ugaonu brzinu klatna i ugao inklinacije klatna. Na drugom grafiku se može jasno videti gore opisan problem. Referentna nula je pomerena za neku vrednost $d\theta$ i razlikuje se od stvarne nule. |
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
- "druga dva" -> "sledeća dva"
- "realnom sistemu" -> "fizičkom modelu"/"robotu"
- d\theta => \Delta\theta
- Ja ne bih rekao da se "jasno vidi". Možete reći da se vidi da na početku grafika merenje u stabilnom položaju nije nula. (todo: nadam se da ste objasnili kako nulirate ugao, ono sa merenjem i uzimanjem srednje vrednosti)
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
Neke od ovih izmena su neophodne pre nego što objavimo ovo na sajt sledeće nedelje (počev od petka).
content/2022/robot-valjak.md
Outdated
|
||
### Apstrakt | ||
|
||
Tema rada je matematička analiza sfernog robota kao i fizička implementacija njene 2D verzije. Koristeći pravila Lagranžove mehanike izvedene su jednačine kretanja sistema. Te jednačine opisuje kretanje klatna valjka kao i kretanje samog robota. Na osnovu tih jednačina izvedene su odgovarajuće transfer funkcije a zatim konstruisani PID kontroleri. U radu su kompjuterski simulirana tri PID kontrolera. Prvi PID kontroler odžava konstantan ugao inklinacije klatna u odnosu na zemlju. Drugi PID kontroler održava konstantnu ugaonu brzinu valjka. Poslednji PID kontroler održava konstantan ugaoni pređeni put valjka. Napravljen je fizički model robota u kome je implementiran PID koji kontroliše ugao inklinacije robota. TODO: Dodati deo za IMU |
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
Slovne greške.
Tema rada je matematička analiza sfernog robota kao i fizička implementacija njene 2D verzije. Koristeći pravila Lagranžove mehanike izvedene su jednačine kretanja sistema. Te jednačine opisuje kretanje klatna valjka kao i kretanje samog robota. Na osnovu tih jednačina izvedene su odgovarajuće transfer funkcije a zatim konstruisani PID kontroleri. U radu su kompjuterski simulirana tri PID kontrolera. Prvi PID kontroler odžava konstantan ugao inklinacije klatna u odnosu na zemlju. Drugi PID kontroler održava konstantnu ugaonu brzinu valjka. Poslednji PID kontroler održava konstantan ugaoni pređeni put valjka. Napravljen je fizički model robota u kome je implementiran PID koji kontroliše ugao inklinacije robota. TODO: Dodati deo za IMU | |
Tema rada je matematička analiza sfernog robota kao i fizička implementacija njene 2D verzije. Koristeći pravila Lagranžove mehanike izvedene su jednačine kretanja sistema. Te jednačine opisuje kretanje klatna valjka kao i kretanje samog robota. Na osnovu tih jednačina izvedene su odgovarajuće transfer funkcije a zatim konstruisani PID kontroleri. U radu su kompjuterski simulirana tri PID kontrolera. Prvi PID kontroler održava konstantan ugao inklinacije klatna u odnosu na zemlju. Drugi PID kontroler održava konstantnu ugaonu brzinu valjka. Poslednji PID kontroler održava konstantan ugaoni pređeni put valjka. Napravljen je fizički model robota u kome je implementiran PID koji kontroliše ugao inklinacije robota. TODO: Dodati deo za IMU |
|
||
## Zaključak | ||
|
||
Koristeći pravila Lagranžove mehanike izvedene su jednačine kretanja sistema. Te jednačine opisuje kretanje klatna valjka kao i kretanje samog robota. Jednačine su predstavljene u obliku linearnih diferencijalnih jednačina što dalje omogućava njihovo konvertovanje pomoću Laplasove transformacije u odgovarajuće transfer funkcija. Tako dobijene transfer funkcije nam opisuju kako napon na motoru utiče na ugao inklinacije valjka, ugaonu brzinu valjka i ugaoni pomeraj valjka. Na osnovu transfer funkcija se može zaključiti da je sistem oscilatoran zato su implementirani odgovarajući PID kontroleri koji imaju za ulogu da priguše napomenute oscilacije i u smanje potrebno vreme stabilizacije. U radu su PID kontroleri ulančani i na taj način je omogućeno da *viši* kontroleri brže i sa manjim oscilacijama stabilizuju sistem nego što bi bio slučaj da nije došlo do ulančavanja PID kontrolera. |
There was a problem hiding this comment.
Choose a reason for hiding this comment
The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.
Čudan spoj dve rečenice.
Koristeći pravila Lagranžove mehanike izvedene su jednačine kretanja sistema. Te jednačine opisuje kretanje klatna valjka kao i kretanje samog robota. Jednačine su predstavljene u obliku linearnih diferencijalnih jednačina što dalje omogućava njihovo konvertovanje pomoću Laplasove transformacije u odgovarajuće transfer funkcija. Tako dobijene transfer funkcije nam opisuju kako napon na motoru utiče na ugao inklinacije valjka, ugaonu brzinu valjka i ugaoni pomeraj valjka. Na osnovu transfer funkcija se može zaključiti da je sistem oscilatoran zato su implementirani odgovarajući PID kontroleri koji imaju za ulogu da priguše napomenute oscilacije i u smanje potrebno vreme stabilizacije. U radu su PID kontroleri ulančani i na taj način je omogućeno da *viši* kontroleri brže i sa manjim oscilacijama stabilizuju sistem nego što bi bio slučaj da nije došlo do ulančavanja PID kontrolera. | |
Koristeći pravila Lagranžove mehanike izvedene su jednačine kretanja sistema. Te jednačine opisuje kretanje klatna valjka kao i kretanje samog robota. Jednačine su predstavljene u obliku linearnih diferencijalnih jednačina što dalje omogućava njihovo konvertovanje pomoću Laplasove transformacije u odgovarajuće transfer funkcija. Tako dobijene transfer funkcije nam opisuju kako napon na motoru utiče na ugao inklinacije valjka, ugaonu brzinu valjka i ugaoni pomeraj valjka. Na osnovu transfer funkcija se može zaključiti da je sistem oscilatoran. Zato su implementirani odgovarajući PID kontroleri koji imaju za ulogu da priguše napomenute oscilacije i u smanje potrebno vreme stabilizacije. U radu su PID kontroleri ulančani i na taj način je omogućeno da *viši* kontroleri brže i sa manjim oscilacijama stabilizuju sistem nego što bi bio slučaj da nije došlo do ulančavanja PID kontrolera. |
No description provided.