Hallo liebe Community,
und zwar suche ich seit einiger Zeit nach einer Lösung meines Problems:
Jeder kennt den Segway. Ich möchte mir einen Roboter nachbauen, der nach
dem gleichen Prinzip funktioniert, d. h. sich selbst stabilisiert - mit
nur 2 parallelen Rädern.
Das ganze soll klarer weise wesentlich einfacher sein, als der Segway.
Ein Gyrosensor ist schnell aufgebaut, Daten lassen sich einfach
auslesen.
Die beiden Motoren werden einfach per PWM angesteuert - auch kein
Problem.
Jetzt zu meiner Frage: In wie fern ist die einfachste Form zu
realisieren, und welche Zeit. Kennt jemand Literatur zu diesem Thema,
bzw. ein dokumentiertes Projekt und in welcher Zeit ist es überhaupt
machbar, diese Projekt funktionsfähig zu bekommen (Der Code zu
ausbalancieren wird nicht in 10 Min. geschrieben sein).
Damit man sich das konkret vorstellen kann: Mittig eine Platine seitlich
die beiden Räder.
Meine Platform ist die ARM Cortex Serie, das mBed Board.
Danke schon mal für die Anregungen ;)
AdMas schrieb:> realisieren, und welche Zeit. Kennt jemand Literatur zu diesem Thema,> bzw. ein dokumentiertes Projekt und in welcher Zeit ist es überhaupt> machbar, diese Projekt funktionsfähig zu bekommen (Der Code zu> ausbalancieren wird nicht in 10 Min. geschrieben sein).
Das geht nicht.
Das hat weltweit noch NIE irgend jemand gemacht.
<Satire off>
Hast du schon mal gegoogelt?
Das Web bzw. Youtube ist voll mit Videos und Projekten von Leuten die
sowas gemacht haben. Es gab mal eine Zeit, die schien so etwas schon
fast ein Volkssport zu sein. Kinder konnten noch nicht richtig 'Mama'
sagen, aber ihren Asuro auf den Rädern balanzieren lassen. Alte Omas
haben ihre Rollatoren balanzieren lassen und ihre Testamente zu Gunsetn
von Steve Jobbs geändert, Arbeitslose schickten ihre
Balanzier-QUadrocopter zum Bier holen. Uups das letzte ist eine andere
Baustelle. Der Quadrocopter Hype begann nach dem Segway Hype.
Das es geht war für mich ja außer Frage gestellt, nur war eher die Frage
wie ich ab Besten anfange.
Werde mir mal mein Regelungstechnik Buch vorknöpfen!
Danke für die schnelle Rückmeldung :)
Immer dieses 'am besten'.
Es geht doch gar nicht um 'am besten', sondern um 'hä, wie geht das
überhaupt?'.
Und da nimmst du dich selbst zum Vorbild. Wie balanzierst du eine
Besenstange auf der flachen Hand?
Antwort: wenn sie auf sich auf eine Seite neigt, dann fährst du mit der
Hand in genau diese Richtung.
Nichts anders macht ein Segway. Die Kunst besteht jetzt darin, mit der
richtigen Geschwindigkeit das 'Podest' in die jeweilige Richtung fahren
zu lassen, so dass
a) der Aufbau nicht noch weiter kippt (d.h du darfst nicht zu langsam
fahren)
b) das ganze wieder zum Stillstand kommt, wenn das Podest sich wieder
unter dem Schwerpunkt befindet. (d.h. du darfst aber auch nicht zu
schnell fahren)
-> Regelungstechnik: wie und wie schnell verfahre ich einen Motor, damit
eine Istgröße konstant bleibt, wenn die von der Sollgröße abzuweichen
beginnt.
Ganz trivial ist das in der Tat nicht. ich hab mich selbst daran (bisher
erfolglos) versucht, aber das Projekt liegt seit einigen Monaten aus
Zeitgründen auf Eis.
Eins der Hauptprobleme ist die Sensorik. Was du brauchst ist die
Neigung. Die ist gar nicht so einfach zu messen. Üblicherweise macht man
das mit einem Accelerometer (liefert den Vektor der Schwerkraft) und
einem Gyrometer (liefert Winkelbeschleunigungen). Problem: Accelerometer
reagiert auch auf die gewollten horizontalen Beschleunigungen durch die
Motoren/Räder, und rauscht. Gyrometer driftet. Trotzdem lässt sich aus
beiden mittels eines Kalmann-Filters die Neigung recht gut ermitteln,
der Rest ist dann (fast) nur noch "klassische Regeltechnik"
Was mich am meisten genervt hat ist das "probieren". Weil das dumme Ding
am Anfang immer nur umfällt, und zwar ziemlich schnell. Du hast grad mal
einen Bruchteil einer Sekunde Zeit, zu beurteilen, was jetzt falsch
lief.
Ich hab dann versucht, das ganze Modell numerisch zu simulieren, und per
evolutionärer Algorithmen den optimalen Regler zu finden. Sah am Anfang
auch ganz vielversprechend aus, aber dann kam die zeitnot...
Michael Reinelt schrieb:> Was mich am meisten genervt hat ist das "probieren". Weil das dumme Ding> am Anfang immer nur umfällt, und zwar ziemlich schnell. Du hast grad mal> einen Bruchteil einer Sekunde Zeit, zu beurteilen, was jetzt falsch> lief.
Dagegen vielleicht die Messwerte der Sensoren auslesen. Daran sollte
ganz gut zu erkennen sein, ob das Verhalten im Vergleich zum vorherigen
Fall besser oder schlechter geworden ist.
Und modellieren lassen sollte sich das ganze näherungsweise auch ganz
gut, denke ich, ohne es selber gemacht zu haben.
Dussel schrieb:> Dagegen vielleicht die Messwerte der Sensoren auslesen. Daran sollte> ganz gut zu erkennen sein, ob das Verhalten im Vergleich zum vorherigen> Fall besser oder schlechter geworden ist.
Hab ich natürlich gemacht.
> Und modellieren lassen sollte sich das ganze näherungsweise auch ganz> gut, denke ich, ohne es selber gemacht zu haben.
Jein. Einfach ist es nicht... das mathematische Modell ist schon nicht
ganz einfach, und dann kommen noch so Nettigkeiten wie Reibung,
Nichtlinearitäten der Sensoren, Schwingungen durch "Federn" etc. dazu
(allerdings bin ich ein Stück weit auch selber schuld, weil ich mir
eingebildet habe, das mit Schrittmotoren machen zu müssen ;-)
Michael Reinelt schrieb:> Hab ich natürlich gemacht.
So wie du das ausgedrückt hat, klang das so, als hättest du nur das
Umfallen beobachtet.
Michael Reinelt schrieb:> das mathematische Modell ist schon nicht> ganz einfach
Nicht? Ich bin jetzt davon ausgegangen, dass man das näherungsweise
durch einen Stab simulieren kann. Und der sollte nicht übermäßig schwer
zu beschreiben sein. Allerdings habe ich das, wie gesagt, noch nicht
selber gemacht.
