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電子工作やってみたよ

バックラッシュについて御意見をいただきました。
「駆動側(モータ側)が停止しても本体はバックラッシュ分は進むはず」ということです。
言われて見ますとその通りで、この回路では質量が考えられておらず、オーバーシュートは起きていません。
入力信号を台形にしてそこをより見やすくしてみました。
この回路の台形の所でわずかに増加していますが、イナーシャでバックラッシュ分進むところが見えません。
現実の動きではバックラッシュ分かそれ以上の動きがあるはずですので、この回路だけで考えるのではなく、このあとの加速度、速度、移動角度のところまでひとつと考える必要があるのだとおもいます。
次、全体のシュミレーションやってみます。

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by telmic-gunma | 2015-07-01 07:41 | 電子工作_セグウェイのおもちゃ | Trackback | Comments(0)

倒立振り子を回路シュミレータで動かすため、まず機械要素、物理要素の部分的なところを個別に回路に置き換えて行き、最後に全体をまとめるようにして見たいと思います。
まず、ソフトが移動の指示を出してからモーターが回転し振り子が床の上を動くまでの時間的、機械的なロス、バックラッシュを回路に置き換えるところをやって見ます。
回転方向がいつも同一方向に動いているだけなら関係ないですが、倒れないように、いつも前進後進を繰り返すときこのバックラッシュは、制御の安定性に大きく関係するはずです。 この前製作したビュートバランサー2のマニュアルをよく見直したら、床に接する車輪の軸の前後方向への遊びが0.5mm以下になるようにすると書かれていました。
ここを見落として3mmぐらいのガタのまま動作させたので不安定だったのですね。
最初バックラッシュの動作を理解していなかったのでとんちんかんなことをやっていたのですが、
1、入力と出力の動作はある位置的な遅れをもって平行に動作する。
2、動作が折り返すところでは、入力が出力を逆方向にリードするまで、出力は停止する。
この条件を満たす回路として下記のになりました。
ツェナーで遅れ分の電圧を出しています。この電圧を変えれば自由に設定できます。

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by telmic-gunma | 2015-06-22 14:28 | 電子工作_セグウェイのおもちゃ | Trackback(9) | Comments(4)

倒立振子制御 その1

テレビのおもちゃショーでセグウェイみたいに二輪で自立して動くおもちゃの紹介をしてました。
ほんと、可愛い人形がペットボトルなど乗せてきれいに自立して動いていました。
そういえば昔ファジー制御が流行ったころ(家電もやたらファジーと言っていた)オムロンが倒立振り子を制御するファジー制御LSIを作ったなんて広告出てましたね。

これ制御するのおもしろそうなので、作ってみたいと思い、久しぶりに秋葉原に行ってみました。
相変わらず、可愛い女の子がたくさん並んでビラを配っていますね。 一度お店に入ってみたいと思いつつ、まだ実現していません。

倒立振り子の車輪を動かすのは直流モーターかパルスモーターのどちらがいいのか?悩みますね。
単に自立するだけなら直流モータが簡単でいいのでしょうけれど、方向や距離を認識するためにはパルスモーターでないと、難しいはずだなんて考えていました。
以前はやったマイクロマウスの部品など使えるだろうと思って秋葉原のお店まわったけれど、なかなか見つけられなかったのですが、ガード下の以前ラジオストアのあった所に秋葉原の組合の紹介所みたいなところが出来て、そこで売っていそうなところ5軒ほど教えてくれました。
その中の一つ、ウィストンロボットセンターに行ったら私が作ろうとしていたその物のキット売ってました。
「倒立振子制御学習教材 ビュートバランサー2」
これはDCモータを使っていましたね。 帰ってからネットみたら詳しくのってました。なぜ事前にネットを見たとき気づけなかったのかしら。
本来なら全部自分で考え、自分で個別部品を集めて、試行錯誤を繰り返しながら作り上げるところが楽しいのだけれど、目の前に完成品があるというのは、嬉しいような悲しいような?、これをリモコンするコントローラもあるということで一緒に買ってしまいました。
これは ほとんど完成品で組み立てて電池入れたらすぐ動きました。
楽しむなんてとこ無かったな。
これのソフトや資料が公開されているそうなので、これから調べてみます。
また これの物理的な動作を回路シュミレータで表現して見たいですね。

完成して動作しているところです。 You Tubeに出せたらいいな。勉強してみよっと。
車輪のところ、前後のメカ的なガタが3mmくらいあるためにか、
制御しているとき前後10mmくらいふらついています。
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キットの全部品です。
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CPUはLPC1343Fを使っています。
ARM 32ビット 72MHz
おもちゃにこんなのが使われる時代なんて、すごいですねc0335218_10120846.jpg

















モーター軸から直接、摩擦でゴム車輪を回す構造。
ゴム車輪の上下のガタはモーター軸に接触するため必要だけど、
前後方向にガタがあるためバックラッシュとなってしまいます。
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モーターのエンコーダー用のプロペラ  1回転が6枚
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エンコーダー用のフォトセンサーの付いた基板裏側(中央下側)
モーター1つにセンサー2個付いているので回転方向も検出できる
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以上



by telmic-gunma | 2015-06-09 12:50 | 電子工作_セグウェイのおもちゃ | Trackback | Comments(6)