Instabil pozícióra szabályzás fuzzy logika használatával

Abstract

A cikk a Golyó a keréken (Ball On the Wheel) instabil pozícióra szabályzás problémájának megoldásával foglalkozik. A cikk bemutatja a probléma megoldására választott fuzzy logikán alapú szabályzó rendszert tervezését és megvalósítását. A feladat egy szabadon gördülő golyó egyensúlyozása egy hajtott kerék tetején, melynek nehézségét az adja, hogy a forgó golyó miatt a szabályzásnak végtelen sok egyensúlyi pontja van, azaz a kerék, és ezen keresztül a golyó minden állandó szögsebességéhez tartozik egy ilyen pont. A cél egy egyszerű és olcsó szabályzó megvalósítása volt, ezért esett a választás a fuzzy logikára és egy dsPIC mikrokontrollerre. A kerék egy BLDC motorral ellátott elektromos kerékpár kereke, melynek beépített HALL jeladói szolgáltatnak a kommutációhoz, illetve a fordulatszámhoz információval. A vezérlő panel X2C development board dsPIC33EP256MC502 mikrokontrollerrel. A felépített matematika modell alapján a szabályzót Scilab Xcos használatával ellenőriztük, majd implementáltuk és teszteltük a megvalósított hardveren. Az így elkészített rendszer jól használható az oktatásban is, mind a motor hajtás, mind fuzzy logika bemutatására.

A cikk a Golyó a keréken (Ball On the Wheel) instabil pozícióra szabályzás problémájának megoldásával foglalkozik. A cikk bemutatja a probléma megoldására választott fuzzy logikán alapú szabályzó rendszert tervezését és megvalósítását. A feladat egy szabadon gördülő golyó egyensúlyozása egy hajtott kerék tetején, melynek nehézségét az adja, hogy a forgó golyó miatt a szabályzásnak végtelen sok egyensúlyi pontja van, azaz a kerék, és ezen keresztül a golyó minden állandó szögsebességéhez tartozik egy ilyen pont. A cél egy egyszerű és olcsó szabályzó megvalósítása volt, ezért esett a választás a fuzzy logikára és egy dsPIC mikrokontrollerre. A kerék egy BLDC motorral ellátott elektromos kerékpár kereke, melynek beépített HALL jeladói szolgáltatnak a kommutációhoz, illetve a fordulatszámhoz információval. A vezérlő panel X2C development board dsPIC33EP256MC502 mikrokontrollerrel. A felépített matematika modell alapján a szabályzót Scilab Xcos használatával ellenőriztük, majd implementáltuk és teszteltük a megvalósított hardveren. Az így elkészített rendszer jól használható az oktatásban is, mind a motor hajtás, mind fuzzy logika bemutatására.