Regelkreis in einem Segway

SegWay sagt dir das natürlich nicht, aber andere, die jedoch nicht ganz 
so gut sind:

 http://www.tlb.org/scooter.html
 http://web.mit.edu/first/segway/
 http://www.gerold-online.de/cms/wheelie/
 https://www.elektor.de/projekte/wheelie.986954.lynkx

Schon mal mit Regelungstechnik beschäftigt?

chick schrieb:
> Schon mal mit Regelungstechnik beschäftigt?

Na klar, er muss diese Aufgabe nächste Woche abgeben :-)

Grundlegend reicht für ein inverses Pendel ein PD-Regler.

Ich bin über die selbst ernannten Klugscheißer immer wieder erstaunt. 
Offensichtlich haben diese Gehirnakrobaten noch nie ein Buch oder 
sonstige Informationsquellen gebraucht. Sind mit allem Wissen quasi 
geboren worden. Klugscheißer eben.

Das im Internetzeitalter nicht nur Bücher sondern eben auch das Internet 
als Informationsquelle dient - und dazu gehört es auch Fragen zu stellen 
- haben diese Gehirnakrobaten noch nicht begriffen. Aber mal ganz im 
Ernst: Diese selbst ernannten Gehirnakrobaten sind nach meiner Erfahrung 
in Wirklichkeit die Schlechtesten!

Wenn ich schon alle Informationen gefunden hätte würde ich hier nicht 
fragen!

Dominik schrieb:
> Ich würde gerne wissen, ob jemand weiß wie ein Regelkreis in einem
> Segway bzw. einem anderen selbstbalancierendem Fahrzeug aussieht.

So wie immer: Regler der Soll- und Istgröße entgegennimmt (Neigung) und 
damit die Motore ansteuert (vereinfacht gesagt).

Wenn du das einmal hast kannst du ja deinen Regler dimensionieren und 
fertig (zmd. für die Maturaarbeit sollte es reichen).

Danke!

Vom Prinzip her ist es ein inverses Pendel.
Sehr gut beschrieben ist es unter anderem auf folgender Seite:

http://www.htw-dresden.de/fakultaet-elektrotechnik/labore/automatisierungstechnik/invertiertes-pendel/details.html

In der Leiste links, findest du dann weitere Unterpunkte.

Viel Erfolg !

Danke!

in einem Segway o.ä. sollte das ganze folgendermassen aussehen:

- min. 3 stufige Kaskadenregelung
- innerster Regekreis Ankerstromregelung (Istgrösse wird gemessen)
- nächster Kreis Drehmomentregler (Istgrösse aus Beobachter meist 2ter 
Ordnung)
- äusserter Kreis Lageregelung (Istgrössen aus Gyroskop und 
Beschleunigungssensoren)

Die Lagesollwerte werden dann noch überlagert mit den Sollwertvorgaben 
für die Bewegung in der Ebene. Meistens ist auch der äusserste Kreis 
einfach als Mehrgrössenregler gleichzeitig für Lage und Bewegung in der 
Ebene ausgelegt ...

> das Problem ist, dass mit "Aber ich suche eigentlich den Aufbau
> eines solchen Regelkreises" keiner was anfangen kann

Im Gegenteil, an seiner Frage merkt man schon sehr genau, daß er keine 
blasse Ahnung hat, kein Interesse am Thema, sondern die Antwort nur 
braucht weil sie jemand anders von ihm verlangt, und er nun die Arbeit 
von anderen Leuten machen lassen will, damit er selbst sich mit den 
Ergebnissen brüsten kann.

Willst du in deinem späteren Leben so einem den Weg geebnet haben ? 
Sicher nicht. Also bekommt er nur Antworten, die minimale 
Eigenintelligenz voraussetzen und selbst erarbeitet werden müssen - und 
wenn er selbst dafür zu faul und zu dumm ist, dann soll er die Antwort 
auch nicht auf dem Silbertablett serviert bekommen.

Hallo Dominik,

auf meiner Internetseite ist der Quellcode veröffentlicht:
http://www.gerold-online.de/cms/wheelie/mein-wheelie/quellcodes.html

2 Knackpunkte gibt es bei der Balanciererei:

1. Beschleunigungssensoren liefern unbrauchbare Lageinformationen. Diese 
müssen erst mit Hilfe des Gyros und eines PID oder Kalmanfilters erzeugt 
werden. Das ist aber noch nicht die Regelung, sondern nur die Erzeugung 
von brauchbaren Neigungsinformationen der Plattform.

2. Die Regelung selbst. Du wirst viel Theorie dazu finden wie Regelungen 
funktionieren, auch die Wirkungsweise und der theoretische Abgleich der 
Regelung (Sprungantwort). Wenn du dann irgendwas ausgerechnet hast und 
keinen groben Fehler machst wird das Ding auch balancieren. Es 
balanciert eigentlich immer irgendwie. Bohrst du tiefer, taucht immer 
öfter das Wort empirisch auf. Das ist nicht verwunderlich, schließlich 
willst du ja nicht nur ein inverses Pendel, sondern 2 inverse Pendel 
aufeinander! Da sich das obere Pendel nur langsam programmieren lässt, 
hat auch Segway verschiedene Abstimmungen für das untere Pendel 
eingebaut: Beginner bis Profi. Hinzu kommt noch die Trägheit des Systems 
die beeinflusst wird durch: Gewicht des Fahrers, Luftdruck der Reifen, 
Innenwiederstand der Batterie uvm..

Hier der entscheidende Teil meiner Regelung:
void algo(void)
 {
        //The I-Part of the Controller
     Drive_sum += tilt_angle;
     if(Drive_sum >  Drivesumlimit)Drive_sum = Drivesumlimit;    //you 
have to limit the I-Controller
     if(Drive_sum < -Drivesumlimit)Drive_sum = -Drivesumlimit; 
//Drive_sum max = 255*150

    Drivespeed =  (int)(tilt_angle * Parameter4 + Drive_sum * Parameter5 
/ 10);
 }
 tilt_angle ist die mit einem Kalmanfilter erzeugte Lageinformation. 
http://www.youtube.com/watch?v=eOmlB13yijU (man beachte die 
Sprungantwort!)

Drivespeed ist die Motor-PWM = Motorstrom = Drehmoment.
Drive_sum ist die Summe von tilt_angle, also der I-Teil der Regelung.
Tiltangle selber der P-Teil.
Hääääh? Also ein PI-Regler? Wieso das denn?

Hmmm, ist das richtig? Wenn ja warum? Du studierst, also sag du mir es.

Salü zusammen

Ich habe mich nie gross mit Regelungstechnik befasst. Aber so viel ich 
weis, bietet sich eine Fuzzy-Reglung für ein inverses Pendel an.

Wem ein einfaches Pendel zu einfach ist, für den gibt es die Dinger auch 
in zwei- oder gar dreifacher Ausführung ;)
http://www.acin.tuwien.ac.at/

Hallo Maesi,

der 3-fach Pendel ist wirklich beeindruckend! Der Unterschied besteht 
darin, dass die Regelung stehts den Winkel der Pendel zueinander kennt 
und von einer optimalen und störungsfreien Lagerung der Gelenke ausgehen 
kann.

Hallo Günther
Ich muss den genauen Aufbau der Segqays beschreiben
Und den Regelkreis der den Segway stabil hält
Diesen Regelkreis soll ich beschreiben können!
Und wenn ich ihn verstehe tu ich mir dann natürlich leichter es dem 
Lehrer zu beschreiben!
Danke