Práce se zabývá vytvořením modelu dvoukolového robota. Stabilita a pohyb robota je zajištěna elektronikou s mikrokontrolerem, senzory pohybu a budiči krokových motorů, jež slouží jako akční členy. Robot je ovládán za pomocí PC aplikace umožňující real-time sledování průběhů veličin uzavřeného regulačního obvodu robota, nastavení parametrů regulačního algoritmu a ovládání robota. Parametry regulačního algoritmu jsou vypočteny na základě identifikace dynamiky modelu robota. Model je vytvořen pro výukové účely předmětů Automatické řízení a Identifikace systémů.
Annotation in English
This thesis deals with creating model of two-wheeled balancing robot. Stability and movement of the robot is provided by electronic control system with microcontroller, motion sensors and stepper motor drivers that produces the robot movement. The robot is controlled by a PC application that allows monitoring the progress variables of the closed control loop, control algorithm parameters and controls the robot in real-time. Parameters of the control algorithm are calculated based on the identification of the dynamics model. The model is designed for educational purposes, to be used in courses of Automatic Control and System Identification.
Keywords
robot, mikrokontroler, ARM, gyroskop, akcelerometr, krokový motor
Keywords in English
robot, microcontroller, ARM, gyroscope, accelerometer, stepper motor
Length of the covering note
69 s. (85 404 znaků).
Language
CZ
Annotation
Práce se zabývá vytvořením modelu dvoukolového robota. Stabilita a pohyb robota je zajištěna elektronikou s mikrokontrolerem, senzory pohybu a budiči krokových motorů, jež slouží jako akční členy. Robot je ovládán za pomocí PC aplikace umožňující real-time sledování průběhů veličin uzavřeného regulačního obvodu robota, nastavení parametrů regulačního algoritmu a ovládání robota. Parametry regulačního algoritmu jsou vypočteny na základě identifikace dynamiky modelu robota. Model je vytvořen pro výukové účely předmětů Automatické řízení a Identifikace systémů.
Annotation in English
This thesis deals with creating model of two-wheeled balancing robot. Stability and movement of the robot is provided by electronic control system with microcontroller, motion sensors and stepper motor drivers that produces the robot movement. The robot is controlled by a PC application that allows monitoring the progress variables of the closed control loop, control algorithm parameters and controls the robot in real-time. Parameters of the control algorithm are calculated based on the identification of the dynamics model. The model is designed for educational purposes, to be used in courses of Automatic Control and System Identification.
Keywords
robot, mikrokontroler, ARM, gyroskop, akcelerometr, krokový motor
Keywords in English
robot, microcontroller, ARM, gyroscope, accelerometer, stepper motor
Research Plan
Popište existující konstrukce dvoukolových nestabilních robotů.
Vytvořte model dvoukolového robota, včetně řídicích obvodů s mikropočítačem.
Navrhněte a realizujte propojení robota s počítačem.
Navrhněte a ověřte řízení robota s možností parametrizace z počítače.
Research Plan
Popište existující konstrukce dvoukolových nestabilních robotů.
Vytvořte model dvoukolového robota, včetně řídicích obvodů s mikropočítačem.
Navrhněte a realizujte propojení robota s počítačem.
Navrhněte a ověřte řízení robota s možností parametrizace z počítače.
Recommended resources
NOVÁK, Petr, Mobilní roboty - pohony, senzory, řízení, Praha: BEN - technická literatura, 2005. ISBN/EAN 80-7300-141-1 / 9788073001414.
MANN, Burkhard. C pro mikrokontroléry: ANSI-C, kompilátory C, spojovací programy - linkery, práce s ATMEL AVR a MSC-51, příklady programování v jazyce C, nástroje pro programování, tipy a triky. Praha: BEN, 2003. ISBN 80-730-0077-6.
PINKER, Jiří. Mikroprocesory a mikropočítače. Praha: BEN - technická literatura, 2004. ISBN 80-730-0110-1.
ŠOLC, František a Luděk ŽALUD. Robotika, Brno, VUE FEKT, 2002.
ÚŘEDNÍČEK, Zdeněk. Robotika [online]. Zlín: Univerzita Tomáše Bati, 2012 [cit. 2013-01-23]. ISBN 978-80-7454-223-7. Dostupné z: http://dspace.k.utb.cz/
NAVRÁTIL, Pavel. Automatizace: vybrané statě. Vyd. 1. Ve Zlíně: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2011, 289 s. ISBN 978-80-7318-935-8.
DOSTÁL, Petr a Radek MATUŠŮ. Stavová a algebraická teorie řízení. Vyd. 1. Ve Zlíně: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2010, 90 s. ISBN 978-80-7318-991-4.
Recommended resources
NOVÁK, Petr, Mobilní roboty - pohony, senzory, řízení, Praha: BEN - technická literatura, 2005. ISBN/EAN 80-7300-141-1 / 9788073001414.
MANN, Burkhard. C pro mikrokontroléry: ANSI-C, kompilátory C, spojovací programy - linkery, práce s ATMEL AVR a MSC-51, příklady programování v jazyce C, nástroje pro programování, tipy a triky. Praha: BEN, 2003. ISBN 80-730-0077-6.
PINKER, Jiří. Mikroprocesory a mikropočítače. Praha: BEN - technická literatura, 2004. ISBN 80-730-0110-1.
ŠOLC, František a Luděk ŽALUD. Robotika, Brno, VUE FEKT, 2002.
ÚŘEDNÍČEK, Zdeněk. Robotika [online]. Zlín: Univerzita Tomáše Bati, 2012 [cit. 2013-01-23]. ISBN 978-80-7454-223-7. Dostupné z: http://dspace.k.utb.cz/
NAVRÁTIL, Pavel. Automatizace: vybrané statě. Vyd. 1. Ve Zlíně: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2011, 289 s. ISBN 978-80-7318-935-8.
DOSTÁL, Petr a Radek MATUŠŮ. Stavová a algebraická teorie řízení. Vyd. 1. Ve Zlíně: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2010, 90 s. ISBN 978-80-7318-991-4.
