ระบบ Pêndulo + Hélice: Controle De Posição: 5 Steps

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

Este Experimento foi desenvolvido como trabalho prático da disciplina "Eletrônica Industrial" no primeiro semestre de 2018, pelos alunos Eduardo Coelho e Rodrigo Sousa, do curso de engenharia Aeroespacial na Universidade Federal de Minas Gerais.

O "Sistema pêndulo + hélice: controle de posição" busco uma abordagem prática de técnicas de controle para posicionar um pêndulo a partir de uma posição de referência setada. เนื้อหาที่ควบคุมโดย foi feito utilizando controles dos seguintes tipos: liga/desliga, proporcional (kp), e proporcional-integral-derivativo (kp, kd, ki) Finalmente, foi observado a influência dos diversos tipos de controle, e a dificuldade na sintonia de controladores.

ขั้นตอนที่ 1: Seleção De Componentes E Materiais

Para construção do projeto, การใช้งานสำหรับฟอรัม:

Eletrônica

2 Potenciômetros ($ 1, 90)

1 ทรานซิสเตอร์ Mosfet IRF1404 (R$8, 00)

1 Arduino uno ($ 34, 90)

1 แบตเตอรี ลิโป (3.7 V) ($15, 00)

Cabos conectores (R$5, 00)

1 ตัวต้านทาน 100 mili ohms (R$0, 20)

1 มอเตอร์ DC 3.7V 48000RPM (R$4, 00)

Materiais

Madeira balsa (รีบร้อน)

MDF (พารา o suporte do pendulo)

Fita isolante

โคล่า

อุปกรณ์

Serra

ฟุราเดระ

คัสโตทั้งหมด: R$ 70, 00 (aproximado)

ขั้นตอนที่ 2: Montagem Do Sistema

A montagem do sistema é muito simples, mas uma atenção especial foi demandada para um componente muito sensível: o ทรานซิสเตอร์ MOSFET Seu manuseio deve ser cuidadoso, uma vez que a estática do próprio corpo é capaz de o danificar, se um de seus terminais entrar em contato com o ร่างกายมนุษย์

คำนำ: O potenciômetro de referência, no desenho, na verdade se encontra na haste do pêndulo, e varia com a descida e subida do mesmo.

**Dificuldades construtivas/Dicas:

การทดลองขั้นพื้นฐาน, foi fabricado em MDF com corte a laser, e a escala de graus também foi gravada com laser

O motor, acoplado na ponta do pêndulo, foi 'emendado' com fita crepe e pedaços de madeira para que a hélice, ao girar, não encostasse na madeira e pudesse gerar empuxo corretamente.

ความเร่งรีบ การพัฒนา ser longa o suficiente para que o empuxo do motor seja o suficiente para elevá-la. (บราโซ เด อลาวากา).

สำคัญ que o terra da bateria seja o mesmo terra do Arduino Sem isso หรือ sistema não liga.

ขั้นตอนที่ 3: 1. Sistema De Controle De Posição Liga/Desliga

ก่อน estratégia เดอ controle utilizada, inspirados por Experimentos semelhantes, foi implementado um controle que, a partir da referência (do potenciômetro de referência) e da medição da posição do pêndulo, อ้างอิงถึง caso caso caso sua posição ultrapassasse เอ mesma. ป.ตัวอย่าง:

ฟอย setada uma posição na referência de 45º;

O pêndulo inicialmente se encontrava a 0º;

O sistema liga o motor e o braço sobe;

nova medição da posição do braço indica 50º;

O sistema desliga o มอเตอร์ e o braço desce;

Mede-se novamente e o braço desceu สำหรับ 35º;

O sistema liga o motor e o braço sobe. ระบบปฏิบัติการ

E assim a posição do pêndulo é controlada por um "liga/desliga", deixando o sistema oscilante como pode ser visto no grafico. ฐานข้อมูล ไม่มีวิดีโอ, é possível observar o funcionamento oscilante.

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ขั้นตอนที่ 4: 2. Controle Proporcional

No sistema de controle proporcional, ação de controle (tração do motor controlada por PWM) é proporcional ao valor do erro: o ângulo medido pelo potenciômetro de medição é comparado com o ângulo desejado ค่าคงที่ตัวเลือกหลายรายการ potencia fornecida ao มอเตอร์ Por isso, Conforme o braço se aproxima da posição desejada, a tração do motor é diminuida. Isso proporciona uma subida um pouco mais suave do que no sistema liga e desliga, porém também acarreta um erro emระบอบเผด็จการถาวร (o braço se estabiliza em uma posição um pouco abaixo da desejada)

ไม่มี código, por simplicidade, o erro é medido em graus e a ação de controle é um número de 0 a 255, porém não há problemsa pois pode-se mudar a constante para corrigir este erro.

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ขั้นตอนที่ 5: 3. Controle Proporcional-Integral Derivativo

ไม่มีระบบ PID, ação de controle leva emพิจารณา3 características do erro:

1- (Parcela Proporcional) O valor do erro assim como ไม่มีการควบคุมตามสัดส่วน

2- (Parcela Integral) โซมา ดอส วาโลเรส เดอ เออโร ออลองโก โด เทมโป Quanto maior o tempo em que há um valor de erro, maior a contribuição dessa packagea para ação de controle.

3- (Parcela Derivativa) ตัวแปรแบบทันทีทันใดทำผิดพลาด Quanto mais o erro varia no tempo, maior é a contribuição dessa packagea.

เป็นค่าคงที่, o controle PID proporciona uma subida suave até o ângulo desejado e, devido a packagea integral, corrige qualquer erro emระบอบการปกครองแบบถาวร

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