roboforum.ru

Собственно, появилась такая идея. Датчик отклонения на гироскопе, с него сигнал на микроконтроллер, оттуда 3 управляющих сигнала на 3 сервопривода, управляющие маятниками качения. До сего момента опыта по созданию подобных устройств не имел, поэтому хочу задать вопросы:

1) какие посоветуете модели сервоприводов? Почитал обзорные статьи, думаю мне подойдут микро или мини, цифровые, с coreless двигателем, достаточно высокой точностью и скоростью перемещения

2) то же самое про модель гироскопа, чтобы ловила малые углы

3) может что ещё стОит знать или обратить внимание

такие штуки делают с bldc моторами и маховиком максимально большого диаметра.
для поддержания равновесия крутят моторы быстрее либо притормаживают, либо вобще реверс.

вот пример балансирования в 1й плоскости с маховиком.

Motor is a normal 10mm dc motor with 1/75 reduction gears. Controler is a very basic one.
input---1 incline angle ,  2 angle-dot of bike from gyro/acc meter 3 revolution angle , 4 angle-dot of wheel from encoder
output---motor voltage ,or pwm rate
PD control is like OUT=K1*IN1+K2*IN2+K3*IN3+K4*IN­4
Ks are given by LQR using scilab.

щас ещё попробую вспомнить где видел ролик с балансирующим кубом
может там опсиание есть какоето

Добавлено спустя 7 минут 7 секунд:
во, нашёл в истории ютуба))
http://www.idsc.ethz.ch/Research_DAndrea/Cubli



видно как реализовано вставание, сначала маховик раскручивают в одну сторону
а потом делают резкий реверс.
когда квадрат встал, ему дают слегка перелететь точку равновесия чтобы используя торможение, вернуться в точку равновесия.

Спасибо за ответы, попробую уточнить свои представления и желания.

1) хочется балансировать именно моментами сил маятников, так сказать, статически - без раскрутки каких-либо маховиков, то есть сделать не "электрическую юлу", а статический балансир.
2) насчет размеров - я в них не связан рамками, конечно хотелось бы не вылезти за 10-100 см длины ребра, но размеры не главное, я планировал экспериментировать с размерами под имеющиеся сервоприводы. даже сама форма куба не принципиальна, может быть хоть пирамида или конус. Задача одна- главное, чтобы стоял ))... Причем, не сам вставал из лежачего положения, а хотя бы держался в равновесии после установки рукой и отпускании.
3) теоретические расчеты я никакие не проводил, может это "кустарщина", но для проведения расчетов мне придется освоить достаточно обширную теоретическую базу, особенно если учитывать возникающие моменты инерции при вращении маятников и силы, действующие на систему при их ускорении-торможении. Я планировал действовать наобум - собрать опытный образец и попробовать подобрать коэффициенты самонаписанного ПИД регулятора управления сервоприводами, посмотреть что получится, может переделать конструкцию и т.д. Но для этого мне нужно как минимум определиться и приобрести сервоприводы и гироскоп с акселерометром. Поэтому и создал тему, чтобы от рекомендованных моделей сервоприводов и плясать потом.
4) мне тут подсказали еще вводную информацию по гироскопам. Что они дают значение не абсолютного отклонения а скорости изменения угла. Значит придется еще акселерометр ставить (это несложно) и думать, как математически обрабатывать сигналы с него и с гироскопа, чтобы получить угол и скорость отклонения и рассчитать управляющее воздействие. Кстати, вот здесь http://roboting.ru/1171-kub-stoit-na-ve ... upast.html написано, что авторы применяли и гироскопы и акселерометры.

Спасибо за ссылку, с интересом изучу.
Я думал, проблемы будут с сервоприводами и ПИД регулятором, а с датчиком я их даже не предполагал. А выясняется, что придется дружить гироскоп с акселерометром, применять фильтр Калмана или комплементарный и т.п. для получения значения угла отклонения. Хотя, если возникнут большие сложности, остается вариант собственно маятника с потенциометром или какой-нибудь оптикой с заслонкой и фоторезистором а качестве датчика угла отклонения - у меня же не квадрокоптер, для моей задачи вполне должно пойти.
Второй момент - есть выбор, в каком направлении двигаться: или изучать глубины теории и строить компьютерное моделирование в матлабе/симулинке и т.п., или заняться кустарщиной - заказать условно подходящие сервоприводы и попробовать собрать конструкцию и поиграться в железе. Мне второй вариант кажется более предпочтительным, несмотря на дилетантизм такого подхода и отсутствие хоть каких-то гарантий результата. Если задача балансировки тела на вершине окажется слишком непростой, то сначала можно попробовать задачу с одной степенью свободы - балансировку на двух вершинах (грани), с одномерным датчиком отклонения и одним сервоприводом или другим управляющим механизмом. Про конкретные модели сервоприводов так и не было сказано, спрошу на форуме моделистов...