Önegyensúlyozó robot tervezése
A TDK dolgozat célja egy Segwayhez hasonló kétkerekű, egyensúlyozó jármű konstrukciójának tervezése, modellezése illetve szabályozásának vizsgálata. A szerkezetet inverz ingaként modellezzük, ami instabil egyensúlyi helyzettel rendelkezik. A szerkezetet két szabadsági fokú mechanikai rendszernek tekintjük, ahol a szabadsági fokok a kerék és a platform szögelfordulása. A rendszer szabályozását állapot-visszacsatolással valósítjuk meg. A szabályozó tervezését egy LabVIEW-ban elkészített szimulációval segítjük.
A konstrukció tervezése két fő részből tevődik össze, a gépészeti és elektronikai tervezésből. A gépészeti tervezés során olyan alkatrészeket terveztünk, amelyek alapvetően 3D nyomtatással gyárthatóak, ezáltal a kis tömegű és tehetetlenségi nyomatékú a szerkezetet.
Az elektronikai tervezés során, kiválasztottuk a központi vezérlő elektronikát, illetve a szükséges mérőeszközöket. A működtetéshez egyenáramú motorokat használunk. A választott mikrokontroller feldolgozza a DC motorokra kapcsolt enkóderek, valamint a platformhoz rögzített giroszkóp és gyorsulásvezérlő jeleit. A giroszkóp és a gyorsulásérzékelő jelét szenzorfúzióval szűrjük. A mért jelek alapján a mikrokontroller meghatározza a szükséges szabályozó nyomatékot és feszültséget, amelyet PWM jel (impulzus-szélesség moduláció) formájában továbbít a H-hidas motorvezérlőkön át a motorokra.
