This bachelor thesis at the Royal Institute of Technology in Stockholm, Sweden, aims to clarify how the minimum bandwidth of a stabilised mobile inverted pendulum is affected by the position of its center of mass and the frequency of measuring the state variables. The scope is to apply basic theories in automation control and electronic systems when designing the system. The mechatronical system in the experimental trials is constructed with the main components consisting of bipolar stepper motors, stepper motor drivers (DRV8825), potentiometer and Arduino UNO. The mobile pendulum in question consists of a cart on a rail with a potentiomoter and a rod mounted to it. In the experimental trials in this paper, three different radial positions of the center of mass are analysed with regards to the bandwidth of relevant measurements. A variety of PID parameters, for both the angle and position regulation, are the essential basis on which these stability trials are performed. The results are limited to the resolution of the potentiometer outputs, the length of the rail and the stiffness of the rod. The result is presented by comparisons between data of the greatest angles which are stabilised and the corresponding maximal latency of the angle corrections. These data concludes to that the minimum required bandwidth to sustain stability decreases for an increasing length between the center of mass and the point of rotation. / Denna kandidatexamensuppsats genomfördes på Kungliga Tekniska Högskolan, i Stockholm, Sverige, och har som mål att klargöra hur den minsta bandbredden för en stabiliserad inverterad pendel påverkas av positionen av dess tyngdpunkt samt nätfrekvensen av tillståndsvariablerna. Projektet omfattar grundläggande teorier om reglerteknik och elektriska system. Det mekatroniska systemet som används i experimenten är uppbyggt av följande nyckelkomponenter: bipolära stegmotorer, stegmotordrivare (DRV8825), potentionmeter och Arduino UNO. Den mobila pendeln består av en stång och en potentiometer som är monterad på en vagn löpandes på en räls. I de utförda experimenten i denna rapport analyseras tre radiella positioner på masscentrum med hänsyn till bandbredden och relevanta mätningar. En reglering med olika PID parametrar, för både vinkel- och positionsreglering, är den kritiska process som lade grunden för analyserna av stabiliteten. Resultaten är begränsade av upplösningen hos potentiometerns utsignal, längden av rälsen och stångens styvhet. Resultaten presenteras genom jämförelser mellan data för de största vinklarna som stabiliseras och de motsvarande maximala fördröjningarna. Sammanfattningsvis minskar den minst nödvändiga bandbredden för att upprätthålla stabilitet för ökande längder mellan pendelns tyngdpunkt och rotationspunkten.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-279825 |
| Date | January 2020 |
| Creators | JOHNSSON, ALEXANDER, RÅHLÉN, TAGE |
| Publisher | KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf, video/mp4 |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2020:39 |
Page generated in 0.0018 seconds