Projektiranje samobalansirajućeg mobilnog transportera na dva kotača

diplomski rad

• Naslov (engleski): Design of a two-wheeled self-balancing mobile transporter
• Autor: Tomislav Štampar
• Mentor: Željko Šitum (mentor)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet strojarstva i brodogradnje; Zagreb
• Datum i država obrane: 2012-01-26, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Strojarstvo

Sažetak

Samobalansirajuće vozilo poznatije pod imenom Segway PT zanimljivo je zbog nekoliko tehničkih rješenja: radi na načelu inverznog njihala, te zbog toga ima tendenciju prevrtanja, ima dva paralelna kotača, pa samim time promjenu smjera vožnje nije bilo moguće izvesti klasičnim upravljačem kao na biciklu ili motoru, ima električni pogon, tj. pogon budućnosti, koji je efikasan, ali na neki način limitiran zbog ograničenog kapaciteta baterija i njihovog relativno sporog punjenja. U uvodnom poglavlju opisan je povijesni razvoj prijevoznih sredstava od izuma kotača do električnih vozila. Samobalansirajućim vozilom upravlja vozač koji stoji na vozačkoj platformi. Vozilo se pokreće prema naprijed naginjanjem tijela prema naprijed, a koči i zaustavlja se naginjanjem tijela prema nazad. Promjena smjera gibanja vozila vrši se naginjanjem upravljača u lijevo ili u desno. Inverzno njihalo je klasični regulacijski problem nelinearnih sustava. Sustav je sam po sebi nestabilan, te kao takav teži neravnotežnom stanju. Rješenje problema leži u načinu postizanja ravnotežnog stanja pomoću mehatroničkog sustava senzora, mikrokontrolera, frekvencijskog pretvarača i aktuatora. Konstrukcija vozila izrađena je u programu za 3D modeliranje Solidworks 2009. Korišteni protokoli u ovom radu su USB i I²C. Važan dio vozila čine senzori ubrzanja, kuta, te nagiba upravljača. Senzori daju određene informacije bez kojih vozilo ne bi moglo funkcionirati. Mikrokontroler je upravljačka jedinica koja sadrži Kalmanov filter i regulator. Da bi se regulacija mogla odvijati, na mikrokontroler su spojeni senzori i frekvencijski pretvarači. Frekvencijski pretvarač omogućuje kontrolirani pogon motora. Služi kao međusklop između mikrokontrolera i motora, kako bi pružio dovoljno snage za pogon motora.

• Ključne riječi: samobalansirajuće vozilo; regulacija; LQR
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:110005
• Studijski program: Naziv: Strojarstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva (mag. ing. mech.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Zatvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2019-05-22 00:02:59