MiniMACS6 stabiliseert de Furuta-pendel

Een klassiek probleem in de techniek is de roterende geïnverteerde pendel. Deze wordt in de besturings- en elektrotechniek en de werktuigbouwkunde gebruikt om bewegingspatronen en regelalgoritmen te demonstreren en te onderzoeken en om robots en andere machines aan te sturen.

De pendel, genoemd naar de Japanse uitvinder Katsuhisa Furuta, heeft een simpele structuur. Een aangedreven arm draait in het horizontale vlak en een aan die arm bevestigde pendel roteert in het verticale vlak. Theoretische modellering en de noodzaak om deze bewegingen te stabiliseren, zijn kwesties die ingenieurs al lang bezighouden. Bij de Furuta-pendel zijn er twee variabelen: de richting van het draaigewricht en de stand van de pendel die geregeld kan worden. De pendel wordt in de instabiele verticale positie omhoog gehouden terwijl de arm een willekeurige positie aanneemt. Aangezien het hierbij om een niet-lineair, instabiel systeem gaat, is het geschikt voor het uitvoeren van experimenten, het testen van bestaande regelalgoritmen en het ontwikkelen van nieuwe berekeningsmethodes. Daarbij worden vaak benaderingen uit onderzoeksgebieden als robotica, regeltechniek en computergestuurde besturingen gecombineerd.
 

Op zoek naar de juiste besturing

Met behulp van verschillende ontwerpstrategieën kan een geschikte besturing worden ontwikkeld. Geschikte regelsystemen voor een geïnverteerde pendel zijn bijvoorbeeld PID, LQR, fuzzy logic of zelflerende neurale controllers. Het fysieke systeem met meerdere vrijheidsgraden kan wiskundig gemodelleerd worden. Voor het omhoog zwaaien van de pendel vanuit de rustpositie (nulpositie) zijn niet-lineaire algoritmen vereist, bijvoorbeeld voor de vereiste energie. Met behulp van de wiskundige beschrijving wordt dan een geschikte besturing ontworpen. Deze besturing kan dan worden benaderd of gediscretiseerd voor real-time systemen en worden ondergebracht in een controller zoals de MiniMACS6-AMP4.

De compacte regelaar

De maxon MiniMACS6-AMP4 is een programmeerbare hoofdcontroller met geïntegreerde vermogenstrappen. Het is de stabiliserende controller voor de roterende geïnverteerde pendel. Hiermee kunnen met eenvoudige commando’s complexe bewegingspatronen worden uitgevoerd, bijvoorbeeld voor schokvrije synchronisatie met een roterende hoofdas. Voordelen van de meerassige controller MiniMACS6-AMP4:

• Neemt de masterfunctie over; er is geen controller van een hoger niveau nodig
• Inclusief licentievrije motion control-functionaliteit
• Compacte aandrijfoplossing met geïntegreerde vermogenstrappen

U kunt de licentievrije automatiseringssoftware ApossIDE (Integrated Development Environment) gebruiken om met eenvoudige commando’s positionerings- en synchronisatietaken in te stellen of om uw eigen besturingsalgoritmen uit te voeren met behulp van C (ApossC).#

In actie: De MiniMACS6-AMP4 houdt de roterende geïnverteerde pendel stabiel.

 

Meerassige controller COMPACT MiniMACS6-AMP4

De programmeerbare meerassige controller met geïntegreerde vermogenstrappen is de stabiliserende regelaar voor de roterende geïnverteerde pendel en zorgt voor een schokvrije synchronisatie met de roterende as.

Nieuwste nummer

Lees het nieuwste nummer van driven magazine van maxon met spannende verhalen, verrassende feiten en interessante technische artikelen over alle aspecten van de aandrijftechnologie. Lees driven op onze website: maxongroup.com/driven