Balancující robot

Petr Mamula

Bakalářská práce

Balancing Bot

Anotace:

V práci je sestaven simulační model inverzního kyvadla. Následně je proveden rozbor dostupných součástek potřebných pro konstrukci balancujícího robota. Na základě simulovaných parametrů a rozboru jsou vybrány vhodné součástky pro konstrukci robota. Dále je navrhnuto a zkonstruováno šasi pro úlohu stabilizace kyvadla v horní nestabilní poloze s řídící jednotkou Raspberry Pi. Poslední část práce je zaměřena na oživení a následné zajištění základní autonomní funkce pro tento nelineární systém. Pro řízení robota je použit zpětnovazební regulátor PID, který je seřízený empirickými metodami. Zpětná vazba je zajištěna tříosým akcelerometrem a gyroskopem. Šasi je dle návrhu vytištěno na 3D tiskárně.

Abstract:

The first part of this thesis consists of putting together a simulation model of an inverse pendulum. Next chapter deals with available parts needed for construction of balance robot. Suitable parts for construction of the robot are chosen on the basis of parameters from the simulation. The following step is concerned with the design and assembly of the case for the task of stabilization of pendulum in upper unstable position with Raspberry Pi as a controller unit. Following part is focused on programming of autonomous functionality for this nonlinear system. PID regulator is used for regulation. Feedback is provided through three-axes accelerometer and gyroscope. The case is printed on a 3D printer according to apriori mentioned design. Last part deals with the empiric calibration of the regulator.

Klíčová slova

Inverzní kyvadlo, PID regulátor, stejnosměrný motor, gyroskop, akcelerometr, python, 3D tisk, Raspberry Pi, řízení

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 29. 4. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Lukáš Hubka, Ph.D.

Technická univerzita v Liberci

Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií

Bakalářský studijní program / obor:
Elektrotechnika a informatika / Elektronické informační a řídicí systémy