Inverz inga stabilizálása mérleghintán gördülő kocsin
Az emberi egyensúlyozási mechanizmus megértése fontos lehet az egyensúlyzavar miatt bekövetkező balesetek megelőzése miatt, illetve segítheti az emberi egyensúlyozással kapcsolatos eszközök (például kétkerekű önegyensúlyozó jármű) mechanikai felépítésének és szabályozásának tervezését is.
A dolgozatban egy három szabadsági fokú kísérleti modell segítségével vizsgálom az emberi egyensúlyozási mechanizmust. A kísérletben egy mérleghintán gördülő kocsin található inverz ingát egyensúlyozhatunk a mérleghintára kifejtett nyomaték segítségével.
Először a három szabadsági fokú instabil, PD szabályozóval szabályozott időkésleltetett rendszer stabilitását vizsgálom. Meghatározom a rendszer stabilizálhatósági határát, vagyis azt a legnagyobb időkésést, amire még stabilizálható a rendszer a szabályozó együtthatóinak megfelelő megválasztásával. Ez, ha lehetséges, akkor analitikus módszerekkel történik, egyébként pedig numerikus módszerek segítségével. Az eredeti modell stabilizálhatósági határának ismeretében a modellt kis mértékben módosítom a stabilizálhatósági határ növelése érdekében, így a kísérleti modell az ember által könnyebben egyensúlyozhatóvá válik.
Végül a korábbi eredményeket a kísérleti modellen végzett mérésekkel támasztom alá.
Irodalom:
[1] Insperger T., Stépán G.: Semi-Discretization Method for Time-Delay Systems – Stability and Engineering Applications, Springer, New York, 2013.
[2] Walton, K., Marshall, J. E.: Direct method for TDS stability analysis, IEE Proceedings D – Control Theory and Applications, 134(2), 101–107, 1987.
szerző
-
Balogh Tamás
Mechatronikai mérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Insperger Tamás
egyetemi tanár, Műszaki Mechanikai Tanszék
