亿加合和智能车制作

标题: 我说下倒立摆的方案吧，大家拍下砖 [打印本页]

作者: I'M_Not_The 时间: 2013-9-8 22:44
标题: 我说下倒立摆的方案吧，大家拍下砖
一.硬件做倒立摆做机械的材料的选择很重要，决定了整个方案的能否成功，和成功的难度。

1.重中之重的是电机的选择：大多数人都是用什么能找到的电机，就把它安装上去，调试才发现问题不断。最好的是伺服电机，其次是步进电机，最后是减速直流电机，不是减速的就不要选了，扭力不大的，或者速度无法达要求的，也不要选。要考虑速度，惯性控制和负载能力三个问题。大部分人被电机坑了吧

{:soso_e129:}
2.其次是传感器的选择：最好是选择两厢的编码器2个，其次是选用电位器测角度。有些本来可以做出来的，但是就死在传感器这里啦，多数用的传感器都是正确的，但是不少有人的传感器就出问题啦，不是输出不正常就是插线不正确导致烧了，然后没时间换了，眼看就成功啦，好悲催啊{:soso_e135:}
3.机械设计：首先这些做平台的东西应该赛前要准备好，做控制类的必须的，不然会浪费掉一天的时间。重要的是电机的固定。电机转轴要牢固，因为转起来的时候受力比较大，调试多了就容易松动，万一到测评的时候就脱落就难办了。这是稳定性问题。我们的轴连器松过，换电机后的齿轮松动过，哎502用了不少{:soso_e136:}{:soso_e136:}
二.软件

首先控制方法要想好，一个分步来做，一个题一个控制方案，简单的就简单的方法，不要搞太复杂，延时都可以摆起了就不要调PID了。
用直立车的方法，以摆杆平衡为先导，再控制摆臂的速度。用一个编码器测出摆杆的角度和摆杆的速度，然后闭环控制电机的占空比大小（就是转速，不是摆幅）摆杆的平衡（当然只用角度控制也是可以的，虽然简单但是没那么好），用另外一个编码器测出电机的速度和角度，然后控制电机电机的占空比大小（速度和摆幅），让摆臂不要摆过90度。
在实际中有两个问题比较难，一个是如何让摆杆摆上去然后达到平衡，另外一个是如何让摆杆平衡后摆臂不会向某个方向加速甩过去超过90度
第一个问题：设两种模式，一个是自由摆，让它尽量摆到最高点（通过测量摆杆的角度控制电机占空比），又不会用力太猛（力度就是速度大小，通过测量摆杆的速度控制电机占空比），另一个模式是当摆杆达到最高点附近就进行扑捉，然后控制它平衡（调到适合的PID参数）
第二个问题：当摆杆摆上去之后并且平衡了就通过另外一个编码器测到电机的速度和转角控制摆臂的速度
还有一种方法简单点的，能满足题目要求，就是检测到摆杆平衡后就电机减速到很低（或者不动）打破平衡，当摆杆掉下去到底某个小角度在加速控制它，让它重新达到平衡，效果就是摆摆臂一直在摆一个小角度，摆杆达到了平衡，但是像一些公司做的产品平衡后有时摆杆会静止不动。

大家一定有很多问题吧，欢迎提问和指出错误，或者说下自己的想法（毕竟不是做飞思卡尔那么保守）

作者: 张世民 时间: 2013-9-8 22:52
俺是瞧一瞧，看看呀

作者: 习走口 时间: 2013-9-9 00:31
如果摆重了，减速电机更
给力

作者: 249176669 时间: 2013-9-9 00:37
感谢分享经验。。学习了。。我也被坑在电机上了，最后一天换上带减速的直流电机，没有足够的时间调参数，没平衡就交上去了。哎。。。。。。。

作者: 爱走来的那天 时间: 2013-9-9 00:45
我想说，或许直流力矩电机效果会更好！

作者: hui911127 时间: 2013-9-9 01:50

作者: Neozoic 时间: 2013-9-9 08:38
我就看看不说话

作者: 迯χＩηɡ魜 时间: 2013-9-9 09:20

作者: jeyran 时间: 2013-9-9 11:44
方法基本上差不多，关键是电机传感器的选型、支架妥妥的固定、还有队友间的默契配合共赢的心态！

作者: zyj 时间: 2013-9-9 11:48
90度用的就是楼主软件的第二个问题。。。（学弟想的。。。。。）

作者: I'M_Not_The 时间: 2013-9-9 18:13

习走口发表于 2013-9-9 00:31
如果摆重了，减速电机更
给力

伺服电机更给力

作者: I'M_Not_The 时间: 2013-9-9 18:14

249176669 发表于 2013-9-9 00:37
感谢分享经验。。学习了。。我也被坑在电机上了，最后一天换上带减速的直流电机，没有足够的时间调参数，没 ...

很多人都被坑啦，方案一直在改，浪费不少时间

作者: I'M_Not_The 时间: 2013-9-9 18:15

爱走来的那天发表于 2013-9-9 00:45
我想说，或许直流力矩电机效果会更好！

惯性小才是王道

作者: I'M_Not_The 时间: 2013-9-9 18:17

jeyran 发表于 2013-9-9 11:44
方法基本上差不多，关键是电机传感器的选型、支架妥妥的固定、还有队友间的默契配合共赢的心态！

机械硬件是有点靠运气，想做好的话，算法也重要的，不要小看

作者: I'M_Not_The 时间: 2013-9-9 18:17

zyj 发表于 2013-9-9 11:48
90度用的就是楼主软件的第二个问题。。。（学弟想的。。。。。）

效果如何

作者: 249176669 时间: 2013-9-9 18:19

I'M_Not_The 发表于 2013-9-9 18:14
很多人都被坑啦，方案一直在改，浪费不少时间

你的完成所有功能了？能分享下详细控制思路么？你是电机的增量式PID+摆杆PID双闭环控制么？

作者: I'M_Not_The 时间: 2013-9-9 18:22

249176669 发表于 2013-9-9 18:19
你的完成所有功能了？能分享下详细控制思路么？你是电机的增量式PID+摆杆PID双闭环控制么？

上面就是我的思路

作者: zyj 时间: 2013-9-9 18:47

I'M_Not_The 发表于 2013-9-9 18:17
效果如何

至少完成了功能

作者: 老干妈 时间: 2013-9-9 20:03
我觉得机械部分最重要

作者: 萬伟 时间: 2013-9-9 21:00
我表示直接用D车模一个轮，发挥一用419ms完成，结果悲催了，我的省一和国一的直立车都被同学看上了，结果都懂得！

作者: 燕大 时间: 2013-9-9 22:51
我们用的是飞思卡尔车上的电机，表示毫无压力

作者: 燕大 时间: 2013-9-9 22:53
还有就是传感器用两个角度传感器，测摆杆角度角速度和旋转臂角度角速度，没问题的

作者: 燕大 时间: 2013-9-9 22:56
软件方面，让直立控制频率大于转速的控制频率效果比较好

作者: I'M_Not_The 时间: 2013-9-10 10:14

燕大发表于 2013-9-9 22:56
软件方面，让直立控制频率大于转速的控制频率效果比较好

这个就是直立车的方法

作者: I'M_Not_The 时间: 2013-9-10 10:17

萬伟发表于 2013-9-9 21:00
我表示直接用D车模一个轮，发挥一用419ms完成，结果悲催了，我的省一和国一的直立车都被同学看上了，结果都 ...

做直立车的同学这次赚了

作者: I'M_Not_The 时间: 2013-9-10 10:17

燕大发表于 2013-9-9 22:51
我们用的是飞思卡尔车上的电机，表示毫无压力

你们牛

作者: jeyran 时间: 2013-9-10 13:27

I'M_Not_The 发表于 2013-9-9 18:17
机械硬件是有点靠运气，想做好的话，算法也重要的，不要小看

那是当然咯核心

作者: ILLY-Ben 时间: 2013-9-10 19:53
响应速度很重要吧。。

作者: 13760271915 时间: 2013-9-10 21:48
第一个

作者: Tonywuke 时间: 2013-9-10 22:29
伺服电机选择每分钟转速多少的比较好呢？

作者: wangyao19920204 时间: 2013-9-10 22:29
果断被机械坑了:-(

作者: Fortware 时间: 2013-9-11 08:39
死在没用编码器上了，只用一个电位器是搞不定的，唉，方案啊

作者: 郭本宏 时间: 2013-9-11 09:28

:lol:lol:lol

作者: 郭本宏 时间: 2013-9-11 09:29

:D:D

作者: jingqi 时间: 2013-9-11 17:02

Fortware 发表于 2013-9-11 08:39
死在没用编码器上了，只用一个电位器是搞不定的，唉，方案啊

一样的结构吧不过大体完成了

作者: 黑与白 时间: 2013-9-11 17:43
的确，电机的选型很重要，四天时间里我先后换了步进电机，B车电机，C车电机带车架上的减速齿轮，带减速齿轮的C 车电机还好，很容易就能站起来，可我买的电位器太重，电机一会就发烫了。这题只要电机选择合适，很容易就能做出来的！

作者: 凌萧楠 时间: 2013-9-11 18:55
伺服电机一般人都没调过，发现步进有点抖，还是减速电机给力

作者: 凌萧楠 时间: 2013-9-11 18:55
传感器，用陀螺仪+加速度计的，飘过

作者: hu289449169 时间: 2013-9-14 11:54
我用步进，轴粗一点，容易固定。

作者: 杰克船长 时间: 2013-9-17 13:09
简单的pid能实现吗？看网上论文都是啥能量啊拉格朗日啊之类的

作者: I'M_Not_The 时间: 2013-9-17 18:30

杰克船长发表于 2013-9-17 13:09
简单的pid能实现吗？看网上论文都是啥能量啊拉格朗日啊之类的

那是建立模型，咋不搞那么复杂，就用PID

作者: 杰克船长 时间: 2013-9-17 22:21

I'M_Not_The 发表于 2013-9-17 18:30
那是建立模型，咋不搞那么复杂，就用PID

我给电机屁股后边安了个编码器摆最后总是停在一个角度也不知道是底座不平还是咋地

作者: 杰克船长 时间: 2013-9-17 22:21

I'M_Not_The 发表于 2013-9-17 18:30
那是建立模型，咋不搞那么复杂，就用PID

我给电机屁股后边安了个编码器摆最后总是停在一个角度也不知道是底座不平还是咋地

作者: kisschen 时间: 2014-7-18 15:56
编码器用的是哪个型号，都可以吗？？？

作者: cjgyq 时间: 2014-8-22 17:32
你好，我最近在做倒立摆，采用的是步进电机与编码器结合的方案进行的，但是编码器与电机结合时候采集转轴的数据是不知道怎样采集，编码器是绝对式编码器，还有摆杆的角度数据也不知道编码器怎样采集过来，求大神提供一个思路，谢谢。

作者: around_ 时间: 2015-3-5 19:24

作者: 简单侣图 时间: 2015-5-28 09:41

I'M_Not_The 发表于 2013-9-9 18:15
惯性小才是王道

您好，我在用步进电机做倒立摆，但是就用了一个编码器来测摆杆角度，摆杆是铝棒，比较重，感觉起摆效果好难，怎么改进。控制电机用PID调节占空比还是控制电机频率比较好

作者: heyunfu01 时间: 2015-7-12 10:05
不用角度传感器？

作者: heyunfu01 时间: 2015-7-14 08:46
伺服电机+角度传感器，我的方案

作者: heyunfu01 时间: 2015-7-15 16:34
我用的角度传感器，摆杆角度很好检测，然后怎么得出电机PWM呢？新手被困已久，待解救

作者: 偏爱路过倾城 时间: 2015-7-31 20:35
您好，最近也在做倒立摆，我对摆杆的角度进行PID发现它转的越来越快，导致最后无法平衡，所以想加个速度PID，请问楼主有没有碰到这种问题？小弟先谢过了

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