Всероссийский форум научной молодежи «Шаг в будущее» Системы управления с обратной связью. Выбор оптимальной системы управления роботизированной платформой

Авторы: Тагильцев Даниил Анатольевич, Култышев Тимофей Николаевич Россия, Красноярский край, Северо-Енисейский район, п. Тея, МБОУ ТСШ№3, 11 класс Научный руководитель: Балацкий Михаил Евгеньевич, МБОУ ТСШ № 3, учитель информатики

Красноярск 2015

Системы управления с обратной связью. Выбор оптимальной системы управления роботизированной платформой

Тагильцев Даниил Анатольевич

Красноярский край, Северо-Енисейский район, п. Тея, МБОУ ТСШ № 3, 11 класс

Аннотация

Цель: Выбор оптимальной системы управления роботизированной платформой с определёнными техническими характеристиками на базе Arduino.

Методы: моделирование, анализ, синтез, сравнение, обобщение, интеграция, эксперимент.

Данная проблема в литературных источниках широко освещена для таких платформ как Lego Mindstorms NXT 2.0, EV3. Системы управления (регуляторы) представлены в достаточном объёме и адаптированы под языки программирования роботизированных платформ - RobotC, NXT-G, RoboLab, LabView. Данная работа показывает, что можно адаптировать имеющиеся системы управления (регуляторы) под активно развивающуюся роботизированную платформу Arduino имеющую свой язык программирования Arduino IDE. На данный момент полностью отсутствует информация о том, как нужно настроить регуляторы для робота с определёнными техническими и геометрическими параметрами. В данной работе рассматриваются основные настройки регуляторов для робота с определёнными техническими и геометрическими параметрами.

В результате анализа имеющихся систем управления, их сравнению и синтезу удалось адаптировать основные автоматические системы (6 регуляторов) для платформы Arduino. Выбрана самая оптимальная система управления при движении робота, построенного на базе платформы Arduino с аналоговыми датчиками освещённости, вдоль чёрной линии. Важным результатом работы является совмещение двух платформ Lego и Arduino при создании робота, а так же создание сравнительной таблицы настроек регуляторов для определённого робота.

Выводы:

1. Обоснованно выбраны основные системы автоматического управления.

2. Системы автоматического управления применимые для платформы Lego можно использовать на платформе Arduino.

3. Существует возможность совместного использования элементов платформы Lego и Arduino.

4. Написаны программы на языке программирования Arduino IDE, содержащие в себе алгоритмы (системы автоматического управления), которые возможно использовать при участии в соревнованиях по робототехнике различного уровня.

5. Создана сравнительная таблица основных настроек регуляторов, которые управляют роботом с определёнными геометрическими и техническими характеристиками при движении вдоль чёрной линии.