מערכת שליטה בדו-גימבל
DESCRIPTION
מערכת שליטה בדו-גימבל. סדר הדברים. דרישות מבנה המערכת המבוקרת וסביבת העבודה אמצעי המשוב מגברי PWM רקע תאורטי מידול המערכת מידול מנוע בודד מידול מערכת שלמה מימוש המודל ב- SIMULINK תכנון בקר בקר לא לינארי – לינארזציית מצב חוג מהירות חוג מיקום – הגבר משתנה. בדיקות ביצועים מנוע 1 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/1.jpg)
שליטה מערכת- גימבל בדו
![Page 2: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/2.jpg)
דרישות1.
העבודה 2. וסביבת המבוקרת המערכת מבנה
המשוב 3. אמצעי
PWMמגברי 4.
תאורטי 5. רקע
המערכת 6. מידולבודד 1. מנוע מידולשלמה 2. מערכת מידול.3- ב המודל SIMULINKמימוש
בקר 7. תכנוןמצב – 1. לינארזציית לינארי לא בקרמהירות 2. חוג.3. משתנה – הגבר מיקום חוג
ביצועים 8. בדיקות1מנוע 1.2מנוע 2.ביחד 32. מנועים
הדברים סדר
![Page 3: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/3.jpg)
הן דיוק שדרישות מניחים אנוהעגולה המדבקה על להצביע . קוטר לסטוט ולא התקרה על
בערך .2המדבקה " מ ס
תכן דרישות
השגיאה את לחשב בכדישמרחק נניח המותרתהוא לתקרה . 2מהשולחן מטר
לכן
0.01sin 0.005 0.2 deg
2m
radm
![Page 4: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/4.jpg)
במושגי מתמיד מצב שגיאת תרגוםזווית לשגיאת בתמונה פיסקלים
גימבל גלאי • פיקסלים 25X25גודל•FOV (Field Of View) = 10°נדרשת : • עקיבה שגיאתגימבל :• לזוויות תירגום
10 deg7000
25
7000 0.5 3500 0.2 degerr pix
radIFOVpix pix
radIFOV e pix radpix
0.5pixe pix
![Page 5: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/5.jpg)
דרישות1.
העבודה 2. וסביבת המבוקרת המערכת מבנה
המשוב 3. אמצעי
PWMמגברי 4.
תאורטי 5. רקע
המערכת 6. מידולבודד 1. מנוע מידולשלמה 2. מערכת מידול.3- ב המודל SIMULINKמימוש
בקר 7. תכנוןמצב – 1. לינארזציית לינארי לא בקרמהירות 2. חוג.3. משתנה – הגבר מיקום חוג
ביצועים 8. בדיקות1מנוע 1.2מנוע 2.ביחד 32. מנועים
הדברים סדר
![Page 6: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/6.jpg)
D/APC
A/D
Plant
Potentiometer #1 MeasurementPotentiometer #2 Measurement
Power Amplifier X2
Vcom
Mot
or #
1
Vcom
Mot
or #
2
Gimbals Angels commands העבודה סביבת
![Page 7: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/7.jpg)
- : Plantה-• גימבל דו מערכת , 2הוא מהם אחד כל אשר אורתוגונליים ציריםלמנוע . DCמחובר
בעזרת • מפעילים אנו המנועים הספק )DSPACEאת מגברי על PWMששולט.) לינארי מגבר או
• .) קריאת ) את פוטנציומטר אבסולוטי זווית מד הוא שלנו המשוב אמצעי " י ע כן גם דוגמים אנו A/Dבאמצעות DSPACEהפוטנציומטרים
- ה Plantמבנה
![Page 8: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/8.jpg)
העבודה 1. וסביבת המבוקרת המערכת מבנה
המשוב 2. אמצעי
PWMמגברי 3.
תאורטי 4. רקע
מערכת 5. מידולבודד 1. מנוע מידולהשלמה 2. המערכת מידול.3- ב SIMULINKמימוש
בקר 6. תכנוןמצב – 1. לינארזציית לינארי לא בקרמהירות 2. חוג.3. משתנה – הגבר מיקום חוג
ביצועים 7. בדיקות1מנוע 1.2מנוע 2.ביחד 32. מנועים
הדברים סדר
![Page 9: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/9.jpg)
משוב אמצעי
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45-10
0
10Original Measurement
Time [sec]
Pos
ition
[rad
]
0 5 10 15 20 25 30 35 40 450
50
100Filtered Measurement
Time [sec]
Pos
ition
[rad
]
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45-0.05
0
0.05Velocity
Time [sec]
Vel
ocity
[rad
/sec
]
• . פוטנציומטר הינו שנבחר המשוב אמצעי• . אבסולוטי מדיד הינו פוטנציומטר• ) התוצאות ) את ומדדנו עומס ללא ריק על מנוע את הרצנו
הגולמית • המדידה את לראות ניתן הראשון בגרף
לאחר • המדידה אותה את לראות ניתן השני בגרףקצוות וחיבור סינון ביצוע
לסנן • דאגנו שם שגם המהירות גרף הינו שלישי הגרףחלקה יחסית תהיה שהיא כך הנגזרת את
![Page 10: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/10.jpg)
המשך - משוב אמצעיהינה בה שנתקלנו מעניינת הפוטנציומטר קפיצהתופעה קריאת של
סיבוב ) את משלים הוא שלכאורה(. 360⁰כאשר במעבר דגימות מספר ישנןאמורות היו לא
בגרף. : לראות שניתן כפי להיווצר
הפוטנציומטר פעולת אופן על הסבר דורש התופעה הבנת
36.61 36.615 36.62 36.625 36.63
0246
Original Measurement
Time [sec]
Pos
ition
[rad
]
36.61 36.615 36.62 36.625 36.6330.5
31
31.5Filtered Measurement
Time [sec]
Pos
ition
[rad
]
36.61 36.615 36.62 36.625 36.630.016
0.017
0.018Velocity
Time [sec]
Vel
ocity
[rad
/sec
]
![Page 11: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/11.jpg)
התופעה הסברההדקים בין היחסי המתח היא הפוטנציומטר Wתפוקת
:Aל- הינה, הפוטנציומטר משוואת לכן
.WA WAWA BA BA
WA WB AB
R RV V V
R R R
נגד ) אידאלי במצב ( כלומר לרשום יכולים היינו אחידכאשר ) כך גם הקודמת הנוסחה של αאת הזווית היא
המחוג(:.2
2
WA AB
WA
AB
V V
VV
יהיה הנגד , 360⁰אם להיות חייב ולכן שלנו האספקה מתח את מקצרים למעשה אנו רציף. ,) המדיד ) פעולת את שיאפשר שיהיה ככל קטן פתח
![Page 12: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/12.jpg)
תופעה - הסבר" המשך מת " אזור על יצביע לא שהמחוג מנת על ) התנגדות) תהיה ואז באוויר תלוי יהיה
: הבא, המנגנון קיים אינסופיתקטנה • בליטה קיימת הפוטנציומטר בתוך
. להתכופף למחוג שגורמת• : הקפיצה לפני מתמיד במגע נמצא המחוג
, אחרי ורגע המוליך של אחד צד עם במגע . השני, הצד עם הקפיצה
למוליך • המחוג בין פיזי מגע אין הקפיצה בזמן . : מתח קיבולי אפקט ונוצר המעגלי
![Page 13: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/13.jpg)
העבודה 1. וסביבת המבוקרת המערכת מבנה
המשוב 2. אמצעי
PWMמגברי 3.
תאורטי 4. רקע
מערכת 5. מידולבודד 1. מנוע מידולהשלמה 2. המערכת מידול.3- ב SIMULINKמימוש
בקר 6. תכנוןמצב – 1. לינארזציית לינארי לא בקרמהירות 2. חוג.3. משתנה – הגבר מיקום חוג
ביצועים 7. בדיקות1מנוע 1.2מנוע 2.ביחד 32. מנועים
הדברים סדר
![Page 14: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/14.jpg)
M
Vcc
Vcc
Vcc Vs_5
Vspeed
Vcc Vs_5
Vdirection
10KΩ
100Ω
100Ω
10KΩ
Analog Ground Digital Ground
Opto-CouplerK4N26
Opto-CouplerK4N26
Motor
4.7KΩ
Inverter
M1M2
M4 M3
M5
ההספק - מגבר PWMמעגל
(*)
![Page 15: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/15.jpg)
M
Vcc
Vcc
Vcc Vs_5
Vcc Vs_5
10KΩ
100Ω
100Ω
10KΩ
4.7KΩ
M1M2
M4 M3
M5
(*)
'0'
0
ccV
הכיוון על השליטה אופן
![Page 16: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/16.jpg)
M
Vcc
Vcc
Vcc Vs_5
Vcc Vs_5
10KΩ
100Ω
100Ω
10KΩ
4.7KΩ
M1M2
M4 M3
M5
(*)
'1'
ccV
0
הכיוון על השליטה אופן
0
ccV
![Page 17: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/17.jpg)
M
Vcc
Vcc
Vcc Vs_5
Vcc Vs_5
10KΩ
100Ω
100Ω
10KΩ
4.7KΩ
M1M2
M4 M3
M5
(*)
'0'
0
ccV'1'
המהירות על השליטה אופן
ccV
![Page 18: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/18.jpg)
M
Vcc
Vcc
Vcc Vs_5
Vcc Vs_5
10KΩ
100Ω
100Ω
10KΩ
4.7KΩ
M1M2
M4 M3
M5
(*)
'0'
0
ccV'0'
המהירות על השליטה אופן
0
![Page 19: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/19.jpg)
המעגל פעולת• " י ע הממומשת אדמות על, Opto-Couplerהפרדת מגנה
המתפתחים חזקים זרמים מפני הדיגיטליים הרכיבים. ההספק בדרגות
-Vspeedהכניסות • היוצאות Vdirectionו דיגיטליות כניסות הן. DSPACEמה-
•Vspeed סיגנל ומופע – PWMהוא תדר בעל ריבועי גל- ו, למאמץ Duty Cycleקבועים בהתאם בזמן משתנה
הבקרה. מעגל • היא ההספק -H-Bridgeדרגת מ n-Channel 2הבנוי
MOSFET- , p-Channel MOSFET 2ו רגע. בכל אידיאלית- ה זוג מבין אחד רק , FETנתון . מעשית- מוליך בעמודה ים
קצר " יש שבהם זמן פרקי קיימים כיוון בהחלפת. הרכיבים" לחימום הגורם בעמודה
![Page 20: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/20.jpg)
העבודה 1. וסביבת המבוקרת המערכת מבנה
המשוב 2. אמצעי
PWMמגברי 3.
תאורטי 4. רקע
מערכת 5. מידולבודד 1. מנוע מידולהשלמה 2. המערכת מידול.3- ב SIMULINKמימוש
בקר 6. תכנוןמצב – 1. לינארזציית לינארי לא בקרמהירות 2. חוג.3. משתנה – הגבר מיקום חוג
ביצועים 7. בדיקות1מנוע 1.2מנוע 2.ביחד 32. מנועים
הדברים סדר
![Page 21: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/21.jpg)
תאורטי רקעסימטריה • סיר אינו הסיבוב ציר•: המערכת המשוואות את פיתחנו
1
2 sin
3
4
5
6
7
1 2 7
8 sin
9 sin
dtotal
dm eq excentric load
excentric
m s BEMF
BEMF e
t
m
dm motor
d deq load motor
T
ds et eq total
T J T T
T m g d
V V V
V k
T I k
VI
RT T T
T J m g d T T
V kk J m g d T
R
![Page 22: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/22.jpg)
המשך - תאורטי רקע: המערכת של המצב משתני את נגדיר
1
210
s
xxu V
המשוואה ) את :9ונציג החדשים( במשתנים
22 111 sin de
t eq totalu x k
k J x m g d x TR
![Page 23: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/23.jpg)
המשך - תאורטי רקע: המצב משוואות את נרשום
1 2
122
1 2
12 2
12 sin
sin13
dtotale
teq eq
dtotale t t
eq eq eq
xcoefficient u coefficient nonlinear part
x x
m g d x Tu x kx kJ R J
x x
m g d x Tk k kx x uJ R J R J
![Page 24: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/24.jpg)
העבודה 1. וסביבת המבוקרת המערכת מבנה
המשוב 2. אמצעי
PWMמגברי 3.
תאורטי 4. רקע
מערכת 5. מידולבודד 1. מנוע מידולהשלמה 2. המערכת מידול.3- ב SIMULINKמימוש
בקר 6. תכנוןמצב – 1. לינארזציית לינארי לא בקרמהירות 2. חוג.3. משתנה – הגבר מיקום חוג
ביצועים 7. בדיקות1מנוע 1.2מנוע 2.ביחד 32. מנועים
הדברים סדר
![Page 25: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/25.jpg)
העבודה 1. וסביבת המבוקרת המערכת מבנה
המשוב 2. אמצעי
PWMמגברי 3.
תאורטי 4. רקע
מערכת 5. מידולבודד 1. מנוע מידולהשלמה 2. המערכת מידול.3- ב SIMULINKמימוש
בקר 6. תכנוןמצב – 1. לינארזציית לינארי לא בקרמהירות 2. חוג.3. משתנה – הגבר מיקום חוג
ביצועים 7. בדיקות1מנוע 1.2מנוע 2.ביחד 32. מנועים
הדברים סדר
![Page 26: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/26.jpg)
המערכת מידולאת • ", Ktשיערכנו " כלומר לוינגר שיטת ב
בבת ניתקנו כאשר הבאה בנוסחה השתמשנו: ההספקה מתח את אחת
secBEMFt
V VoltKrad
עשינו ) • אוהמטר עם מדדנו ההתנגדות אתמיצוע(.
•. החבטה בשיטת קיבלנו האנרציה את• - מה מדידות עם הסימולציה את השוונו
dSpace
![Page 27: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/27.jpg)
9 9.2 9.4 9.6 9.8 100
0.5
1Voltage[V]
X: 9.843Y: 0.3691X: 9.552
Y: 0.7793
9 9.2 9.4 9.6 9.8 10-1000
0
1000Angular velocity [rad/sec]
9 9.2 9.4 9.6 9.8 10-0.2
0
0.2Kt [V*sec/rad]
![Page 28: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/28.jpg)
![Page 29: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/29.jpg)
העבודה 1. וסביבת המבוקרת המערכת מבנה
המשוב 2. אמצעי
PWMמגברי 3.
תאורטי 4. רקע
מערכת 5. מידולבודד 1. מנוע מידולהשלמה 2. המערכת מידול.3- ב SIMULINKמימוש
בקר 6. תכנוןמצב – 1. לינארזציית לינארי לא בקרמהירות 2. חוג.3. משתנה – הגבר מיקום חוג
ביצועים 7. בדיקות1מנוע 1.2מנוע 2.ביחד 32. מנועים
הדברים סדר
![Page 30: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/30.jpg)
המערכת מידולהמלאה ואת • ההתנגדות את שידענו , Ktאחרי היה השלמה במערכת היחיד השוני המנוע של
חוסר ) – את ביטלנו כלומר לשולחן בניצב המערכת את העמדנו האינרציהאקסצנטיות(
בנינו • מסובכים פרמטרים חישוב עם להסתבך לא להשוות GUIכדי היה ניתן שבעזרתו. האמיתיות לתוצאות הסימולציה של התוצאות את
•: רעה לא התאמה וקבלנו עצמה את הוכיחה השיטה
![Page 31: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/31.jpg)
המערכת מידולהמלאה המידה • על יתר התקשנו לא אקסצנטריות חוסר למעט הנתונים כל בידינו שהיו אחרי
. החסרים הפרמטרים את למצוא•: ההתאמה את לראות ניתן
![Page 32: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/32.jpg)
המערכת 1. מבנה
משוב 2. אמצעי
PWMמגברי 3.
תאורטי 4. רקע
מערכת 5. מידולבודד 1. מנוע מידולשלמה 2. מערכת מידול.3- ב SIMULINKמימוש
בקר 6. תכנוןמצב – 1. לינארזציית לינארי לא בקרמהירות 2. חוג.3. משתנה – הגבר מיקום חוג
ביצועים 7. בדיקות1מנוע 1.2מנוע 2.ביחד 32. מנועים
הדברים סדר
![Page 33: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/33.jpg)
המערכת מודל מימושSIMULINKב-
![Page 34: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/34.jpg)
המערכת 1. מבנה
משוב 2. אמצעי
PWMמגברי 3.
תאורטי 4. רקע
מערכת 5. מידולבודד 1. מנוע מידולשלמה 2. מערכת מידול.3- ב SIMULINKמימוש
בקר 6. תכנוןמצב – 1. לינארזציית לינארי לא בקרמהירות 2. חוג.3. משתנה – הגבר מיקום חוג
ביצועים 7. בדיקות1מנוע 1.2מנוע 2.ביחד 32. מנועים
הדברים סדר
![Page 35: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/35.jpg)
המערכת 1. מבנה
משוב 2. אמצעי
PWMמגברי 3.
תאורטי 4. רקע
מערכת 5. מידולבודד 1. מנוע מידולשלמה 2. מערכת מידול.3- ב SIMULINKמימוש
בקר 6. תכנוןמצב – 1. לינארזציית לינארי לא בקרמהירות 2. חוג.3. משתנה – הגבר מיקום חוג
ביצועים 7. בדיקות1מנוע 1.2מנוע 2.ביחד 32. מנועים
הדברים סדר
![Page 36: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/36.jpg)
: כדלקמן, הינן שלנו המצב משוואות כזכורמצב לינריזציית
1 2
12 2
13 sin dtotale t t
eq eq eq
x x
m g d x Tk k kx x u
J R J R J
: מצב לינראריזצית
1 1
2 2
1
14
sin dtotal
t t
z xz x
R Ru v m g d x Tk k
![Page 37: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/37.jpg)
: הינה מצב לינאריזציית לאחר שמתקבלת החדשה המערכתמצב - לינריזציית
המשך
1 2
1 12 2
1 2
2 2
sin15 sind dtotal totale t t
eq eq t eq
e t t
eq eq
z z
m g d z T R m g d z Tk k kz z vJ R J R k J
z zk k k
z z vJ R J R
: בלוקים של ובצורה
![Page 38: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/38.jpg)
המערכת 1. מבנה
משוב 2. אמצעי
PWMמגברי 3.
תאורטי 4. רקע
מערכת 5. מידולבודד 1. מנוע מידולשלמה 2. מערכת מידול.3- ב SIMULINKמימוש
בקר 6. תכנוןמצב – 1. לינארזציית לינארי לא בקרמהירות 2. חוג.3. משתנה – הגבר מיקום חוג
ביצועים 7. בדיקות1מנוע 1.2מנוע 2.ביחד 32. מנועים
הדברים סדר
![Page 39: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/39.jpg)
• , החוג כאשר עוקבים חוגים שיטת על התבסס הבקרה תכן . שימוש מצב חוג הוא והחיצוני יחסית מהירות חוג הוא הפנימי
בבקר לשימוש שקול פנימי מהירות .PDבחוגאינו • כי המתמיד המצב שגיאת על משפיע אינו המהירות חוג
תדרי .DCמעבירהמהירות • הריסון חוג את את. משפר חוצים כאשר למשל
, היא המצב חוג של השגיאה הרצויה חוג 0הזווית שגיאת אבלאינה .0המהירות תיקון ומבוצע
• , לכן גבוהים בתדרים רעש מכניסה הפוטנציומטר גזירת: . הגוזר צורת רחוק קוטב הוכנס
מהירות חוג
300H300differentiator
sss
![Page 40: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/40.jpg)
המערכת 1. מבנה
משוב 2. אמצעי
PWMמגברי 3.
תאורטי 4. רקע
מערכת 5. מידולבודד 1. מנוע מידולשלמה 2. מערכת מידול.3- ב SIMULINKמימוש
בקר 6. תכנוןמצב – 1. לינארזציית לינארי לא בקרמהירות 2. חוג.3. משתנה – הגבר מיקום חוג
ביצועים 7. בדיקות1מנוע 1.2מנוע 2.ביחד 32. מנועים
הדברים סדר
![Page 41: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/41.jpg)
: , ההבאה המערכת את קבלנו מצב לינרזציית לאחר שראינו כמוהמשך - מיקום חוג
t
eq
s e t
eq
kJ R
G sV k ks s J R
האופטימאלי ההגבר של מחישוב (:נתחיל בטחון ) מקדמי עם
,1.40.9
d eqcontroller
t ss
R TK
K e
: . כך לחשב ניתן המומנט את המקסימלי הפרעה מומנט הינו d,כאשר eqT
,
2.37 0.30170.1932
3.7stick t
d eq
N mVV K AT N mR
![Page 42: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/42.jpg)
: הינו הנדרש ההגבר לכןהמשך - מיקום חוג
,1.4147.67
0.9d eq
controllert ss
R TK
K e
: ונקבל בטיחות מקדם עוד ניתן
200controllerK
![Page 43: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/43.jpg)
: מקדים" מסנן הוספנו יתר תגובת את להקטין מ ע
מסנן מיקום חוגמקדים
prefilteraH
s a
בין aכאשר -9המנועים )2שונה (.15ו בהתאמה שמולם במשקל מהבדל בעיקר נובע השוני
. המערכות שתי מתמודדות
![Page 44: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/44.jpg)
• , לנו שיהיה עדיין אבל שניתן ככל פשוט בקר לבנות הייתה המטרהבפרוייקט סטנדרטיות - מעניין בדרכים הלכנו לא לכן
• , סבירות תוצאות נותן הגבר בקר עם מהירות חוג של ששילוב ראינוהייתה – יתר תגובת גדולות פקודות עבור התעוררה הבעיה אך
גדולה
• " " , עבור גדול הגבר כלומר משתנה הגבר בקר לעשות החלטנו , " את " שמחליק גדולות שגיאות עבור קטן והגבר קטנות שגיאות
התגובה.
עבור • כך גם כי לעצמנו זה את להרשות האלה 2יכולנו ההגברים- ב ) השתמשנו לא אם המגברים לרווית מגיעים (PWMהיינו
מהירות – • על תנאי עם יחד השגיאה גודל קרבה קריטריון הגדרנו " במהירות ) " היעד מעל חולפת מערכת שבו מצב למנוע נמוכה
.) זה ברגע ההגבר את משנים ואנו גבוהה
משתנה – הגבר מיקום חוג
![Page 45: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/45.jpg)
: כך נראית הסופית לוגיקה
משתנה – הגבר מיקום חוג
. " " ניסוים של שורה אחרי קבלנו קטן ה ההגבר את כאשר
![Page 46: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/46.jpg)
: עוקבים, חוגים משלושה מורכב שלנו בקר לסיכוםמצב • לינאריזצייתמהירות • חוגמשתנה – • הגבר חוג מיקום חוג
: כך נראית הבקר של בלוקים דיאגרמת
סיכום - בקר
![Page 47: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/47.jpg)
המערכת 1. מבנה
משוב 2. אמצעי
PWMמגברי 3.
תאורטי 4. רקע
מערכת 5. מידולבודד 1. מנוע מידולשלמה 2. מערכת מידול.3- ב SIMULINKמימוש
בקר 6. תכנוןמצב – 1. לינארזציית לינארי לא בקרמהירות 2. חוג.3. משתנה – הגבר מיקום חוג
ביצועים 7. בדיקות1מנוע 1.2מנוע 2.ביחד 32. מנועים
הדברים סדר
![Page 48: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/48.jpg)
המערכת 1. מבנה
משוב 2. אמצעי
PWMמגברי 3.
תאורטי 4. רקע
מערכת 5. מידולבודד 1. מנוע מידולשלמה 2. מערכת מידול.3- ב SIMULINKמימוש
בקר 6. תכנוןמצב – 1. לינארזציית לינארי לא בקרמהירות 2. חוג.3. משתנה – הגבר מיקום חוג
ביצועים 7. בדיקות1מנוע 1.2מנוע 2.ביחד 32. מנועים
הדברים סדר
![Page 49: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/49.jpg)
1ציר של ) • לשרוול כניסה התכנסות זמן
0.4 ) הינו שניות 0.28מעלהו גדולה שניות 0.12לפקודה
קטנה לפקודה
בערך • הינה מתמיד מצב שגיאתמעלה 0.2
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45-5
0
5
10
15
20
25
30
X: 16.14Y: 20
Pos
ition
[deg
] X: 16.42Y: 19.63
X: 23.18Y: 22.56
X: 23.06Y: 23
Motor 1
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45-15
-10
-5
0
5
10
15
Time [sec]
Vol
tage
[Vol
t]
28.42 28.44 28.46 28.48 28.5 28.52 28.54 28.56 28.58 28.6
25.8
25.9
26
26.1
26.2P
ositi
on [d
eg]
X: 28.44Y: 26
X: 28.47Y: 25.93
Motor 1
28.42 28.44 28.46 28.48 28.5 28.52 28.54 28.56 28.58 28.60
1
2
3
4
5
Time [sec]
Vol
tage
[Vol
t]
20.39 20.4 20.41 20.42 20.43 20.44 20.45 20.46 20.47 20.48 20.49
19.6
19.8
20
20.2
20.4
Pos
ition
[deg
] X: 20.42Y: 20
Motor 1
X: 20.43Y: 19.78
20.39 20.4 20.41 20.42 20.43 20.44 20.45 20.46 20.47 20.48 20.490.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Time [sec]
Vol
tage
[Vol
t]
![Page 50: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/50.jpg)
המערכת 1. מבנה
משוב 2. אמצעי
PWMמגברי 3.
תאורטי 4. רקע
מערכת 5. מידולבודד 1. מנוע מידולשלמה 2. מערכת מידול.3- ב SIMULINKמימוש
בקר 6. תכנוןמצב – 1. לינארזציית לינארי לא בקרמהירות 2. חוג.3. משתנה – הגבר מיקום חוג
ביצועים 7. בדיקות1מנוע 1.2מנוע 2.ביחד 32. מנועים
הדברים סדר
![Page 51: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/51.jpg)
2ציר של ) • לשרוול כניסה התכנסות זמן
0.4 ) הינו שניות 0.33מעלהו גדולה שניות 0.09לפקודה
קטנה לפקודה
בערך • הינה מתמיד מצב שגיאתמעלה 0.13
0 5 10 15 20 25 30 35 40-5
0
5
10
15
20
25
30
X: 4.172Y: 20
Pos
ition
[deg
] X: 4.533Y: 19.72
X: 5.336Y: 20.01
X: 17.02Y: 23
X: 17.94Y: 22.94
X: 17.11Y: 22.65
Motor 2
0 5 10 15 20 25 30 35 40-15
-10
-5
0
5
10
15
Time [sec]
Vol
tage
[Vol
t]
5.31 5.315 5.32 5.325 5.33 5.335 5.34 5.345 5.35 5.355 5.3619.8
19.85
19.9
19.95
20
20.05
20.1
Pos
ition
[deg
]
X: 5.337Y: 19.87
X: 5.331Y: 20
Motor 2
5.31 5.315 5.32 5.325 5.33 5.335 5.34 5.345 5.35 5.355 5.360.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Time [sec]
Vol
tage
[Vol
t]
17.85 17.9 17.95 18 18.05 18.1 18.15 18.2 18.25 18.3 18.35
22.2
22.4
22.6
22.8
23
23.2
23.4
23.6
23.8
Pos
ition
[deg
] X: 17.96Y: 23.09
Motor 2
X: 17.9Y: 23
17.85 17.9 17.95 18 18.05 18.1 18.15 18.2 18.25 18.3 18.350.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
Time [sec]
Vol
tage
[Vol
t]
![Page 52: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/52.jpg)
המערכת 1. מבנה
משוב 2. אמצעי
PWMמגברי 3.
תאורטי 4. רקע
מערכת 5. מידולבודד 1. מנוע מידולשלמה 2. מערכת מידול.3- ב SIMULINKמימוש
בקר 6. תכנוןמצב – 1. לינארזציית לינארי לא בקרמהירות 2. חוג.3. משתנה – הגבר מיקום חוג
ביצועים 7. בדיקות1מנוע 1.2מנוע 2.ביחד 32. מנועים
הדברים סדר
![Page 53: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/53.jpg)
הצירים שני
0 10 20 30 40 50 60-20
-10
0
10
X: 17.11Y: 4.2
Pos
ition
[deg
]
Motor 1
X: 4.696Y: -15
X: 5.001Y: -14.65
0 10 20 30 40 50 60-10
0
10
20
X: 4.696Y: 14.7
Time [sec]
Voltage
[Volt]
Motor 2
X: 4.914Y: 14.45
CommandPosition
CommandPosition
24.6 24.7 24.8 24.9 25 25.1 25.2 25.3 25.4 25.5
4
4.5
5
Pos
ition
[deg
]
Motor 1X: 24.72Y: 5.2
X: 24.82Y: 4.981
24.6 24.7 24.8 24.9 25 25.1 25.2 25.3 25.4 25.5
-5
0
5
10
15
Time [sec]
Volta
ge [V
olt]
Motor 2
X: 24.72Y: 13.6
X: 25.03Y: 14.15
CommandPosition
CommandPosition
בהגדלה
ל מתח הגבלת עם מגבר באמצעות עשינו הבדיקות כל שאת לציין ל 12חשוב זרם והגבלת וולטאמפר 3
![Page 54: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/54.jpg)
חסרונותשל • דגימה תדר תדר dSPACEהגבלת אילוץ גרמה
PWM. בהפעלה לרעידות שגרם קטןהנדרש – • הדיוק על גודל בסדר רועש משוב אמצעי
. מאוד שהקשה דברהעבודה PWMמגברי • בתנאי מאוד שמתחממים
הנדרשים.
![Page 55: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/55.jpg)
? עשינו מה אז• , , - אמצעי מגברים כולל גימבל דו מערכת בנינו
. החלקים כל בין וממשקים משוב• , ידענו – לא כלומר מאפס המערכת את מידלנו
. לפניי עליה כלוםבתוכו • המשלב בקר ומסנן 3בנינו בקרים
מקדים:מצב • לינאריזצייתמהירות • חוגמשתנה – • הגבר חוג מיקום חוג
עם • אפילו למדי סבירים לביצועים הגענושיכול – דבר במעבדה הנמצאים המגברים
אחרינו הבואות קבוצות של העבודה על להקל
סיכום
pix
![Page 56: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/56.jpg)
•- ל הבקר את לקונטרולר FPGAלהעביר אוהרבה – דורש לא שבנינו הבקר אחר
משאבים.מצלמה – • לדוגמא לשלב אמיתי עוקב לבנות
ההצבעה על לשמור שיודעת מערכת ולבנות. בתנועה נמצא גימבל כאשר
לא ) • חיצוני לבקר עוברים אז( dSpaceאם " הזרמת י ע הביצועים את לשפר אפשר
, בקר בנינו אנחנו כזכור יותר גדולים זרמים. כך וגם כך גם ביעבוד
להמשך רעינות
![Page 57: מערכת שליטה בדו-גימבל](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062813/56816552550346895dd7c9e6/html5/thumbnails/57.jpg)
• , נתן שהוא החשובים הטיפים על לקובי להודות רצינו- ה על איתנו שישב הזמן האישור PWMעל ועל
אפשר שבו שלו האינסופיים במחסנים להשתמש. שהוא סוג מכל טובין למצוא
שעות • גבי על שעות איתנו שישבה המלכה לאורלישבאמת 2ולימדה דברים חשמל מהנדסי כמעט
. לחשמל קשורים• , פעם, של הכוון את שנתן שלנו המנחה ליגאל
" בנו " ותמך אידאליות חוסר של בבוץ שהתחפרנו. מזעזעות היו התוצאות כאשר אפילו
תודות
תודה!