پروژه آموزشی کنترل خطی با متلب (کنترل یک سیستم پاندول معکوس)

توضیحات

پروژه آماده کنترل خطی با متلب توسط متخصصین گروه مکانیک یک دو سه پروژه انجام شده است.

عنوان پروژه: کنترل یک سیستم پاندول معکوس

شرح: شخصی معلول سوار بر ویلچر میخواهد برای عبور از مانعی چرخهای کوچک جلوی ویلچر را بالا آورده و کمک گرداندن چرخ بزرگ، این وضعیت را حفظ نماید. تا بتواند چرخ جلو را از مانع عبور دهد و آن را بر روی مانع قرار دهد. میخواهیم وضعیت معلق این شخص سوار بر ویلچر را شبیهسازی کنیم و برای قرارگیری در وضعیت تعادل، آن را کنترل نماییم:

شکل ۱: ویلچر در حالت عادی

شکل ۲: ویلچر در حالت معلق

سیستم معادل این ویلچر پاندول معکوسی است که به چرخی متصل است و میتوان مدل آن را بصورت شکل ۳
در نظر گرفت.

شکل ۳: مدل شماتیک ویلچر بصورت مدل پاندول معکوس

در این شکل، جرم m مربوط به مرکز جرم مجموعه بیمار و ویلچر (منهای چرخ) است که از محور چرخ به فاصله L قرار گرفته است؛ همچنین مجموعه ویلچر و بیمار دارای لختی دورانی I هستند. همچنین چرخ دارای شعاع r و جرم m و لختی دورانی I است. به کمک وارد نمودن گشتاور ? به چرخ باید بتوانیم آن را کنترل نماییم.

موارد انجام شده در پروژه: 

• معادله دینامیکی کلی حاکم بر سیستم فوق
• خطی سازی مدل فوق حول نقطه کاری تعادل عمودی (?=۰)
• بدست آوردن مدل فضای حالت سیستم خطیسازی شده فوق. خروجی این سیستم زاویه ? و ورودی آن گشتاور? است.
• بدست آوردن مقادیر ویژه سیستم فوق  و بحث در مورد پایداری این سیستم.
• بدست آوردن تابع تبدیل سیستم از مدل فضای حالت فوق.
• بحث در مورد پایداری سیستم با بررسی قطبهای تابع تبدیل فوق.
• سیستم را بصورت مداربسته و بادرنظرگیری کنترلرP-action -7  درنظر بگیرید. عمل کردن به روش راوث در مورد مقادیر بهره  K که میتواند سیستم را پایدار نماید.
• بحث در مورد مقادیر K  برای پایداری سیستم و ترسیم مکان هندسی ریشه ها.
• تغییر کنترلر را به PID
• شبیه سازی مدل دینامیکی فوق در نرم افزار متلب
• و…

تصاویری از نمودارهای استخراج شده با متلب

این محصول دارای فایل راهنما با فرمت وُرد و فایل متلب مربوط به کد نویسی است که بعداز خرید محصول قابل دریافت میباشند.