DC törpemotor PID szabályzása
DC törpemotor PID szabályzása
Mozsáry László BSc III. évf.
e-mail: laszlo@mozsary.hu
Konzulens: Kovács Bence, Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika (MOGI) Tanszék
e-mail: bence.kovacs@generalmechatronics.com
A termelésben a robotok alkalmazása egyre széleskörűbb, és egyre bonyolultabb feladatok megoldására alkalmaznak különféle robotokat. A robotkarok pozicionálása kulcsfontosságú megoldandó feladat. Cél a pontosság és a gyorsaság növelése, valamint CNC szerszámgépeknél a túllendülést is meg kell gátolni. Egy robot irányításának alapegysége egy robotkar vagy egy csúszóvezeték pozíciójának szabályzása. Az iparban szinte mindenhol alkalmazzák erre a PID szabályzást.
Egy egyenesvezeték pozicionálását modelleztem egyenáramú törpemotorral. Az elv ugyanaz, mint egy csuklós kapcsolat pozicionálásánál, a különbség csak a mechanikában van. A hardver egy DC törpemotorból, ehhez kapcsolódó egyenesbevezető mechanikából, egy optikai jeladóból és a vezérlőegységből áll. A hardver egyszerűsége lehetővé tette hogy a feladatot egy 8 bites mikrokontrollerrel oldjam meg, ez magában foglalja a szenzorjel feldolgozását és a vezérlőjel kiküldését.
Elvégzett vizsgálatok:
A PID szabályzás egy jól ismert és alkalmazott módszer, a dolgozat célja ennek megvalósítása és tanulmányozása kis méretben. A szabályzó PID tagjait a rendszerhez be kell hangolni. A hangoláshoz a gerjesztő alapjelet egységugrás függvénynek választottam, mert ez egyrészt gyakran alkalmazott, másrészt ennél nagyobb alapjelváltozás nem érheti a rendszert. Így könnyen behangolhatóak a P, I, D erősítési tagok.
Eredmények, következtetések:
A rendszer méretéből adódik, hogy a motorteljesítmény nagyobb a rendszer tömegéhez képest mint egy ipari méretű robotnál. Így a gyorsulások, sebességek nagyobbak. A hangolás csak folyamatos mérés alapján történhet, a túllendülés szemmel nem megállapítható a rendszer gyorsasága miatt. A szabályzót sikeresen behangoltam, a P és D tagokat, viszont az I tag, ami a rendszer statikus hibáját küszöbölné ki kihagytam, mert a PD tagokkal történő beállás pontosságán az I tag nem képes javítani. A tapadási súrlódás miatt a legkisebb mozdítható lépés nagyobb mint a PD tagokkal való beállás pontossága.
szerző
-
Mozsáry László
mechatronikai mérnöki
nappali alapszak
konzulens
-
Kovács Bence
fejlesztőmérnök, Anyagtudomány és Technológia Tanszék
