Bảng thông số xe và thông số bộ điều khiển:
Thông số
Khoảng cách từ tâm tracking đến tâm sensor Khoảng cách giữa hai bánh xe
Thời gian lấy mẫu
Vận tốc tham chiếu của xe
1 2 3 Đoạn 1 (A-B-C-D-E) ( ) x( ) H. Bám line đoạn 1
Đồ án TKHT Cơ-Điện Tử Xe Đua Dò Line Đoạn 2 (E-F-C-G-A-C-E) ( ) 350 300 250 200 150 100 50 0 -50 -100 -150 0
Sai số lớn nhất 13.5 ( ), vận tốc bánh xe tối đa 270.6 ( ) trên đoạn 1.
Sai số lớn nhất 21 ( ), vận tốc bánh xe tối đa 300 ( ) trên đoạn 2.
Như vậy, sai số vẫn nằm trong khoảng cho phép ( 39 ( )), động cơ vẫn đáp ứng được vận tốc bánh xe yêu cầu (lớn nhất 320 ( ))
Đồ án TKHT Cơ-Điện Tử Xe Đua Dò Line
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Kết Quả Thực Nghiệm
Nhóm đã hoàn thành việc chế tạo mô hình, vận hành thực tế để kiểm nghiệm giải thuật. Tuy robot hoàn thành việc bám hết sa bàn với thời gian 34s một cách ổn định,nhưng vận tốc xe không cao (0.4 ( / )), sai số bám line lớn, đặc biệt là tại những vị trí vào cua:
(a) (b)
H.53 Xe chạy qua điểm F trên sa bàn thực nghiệm
(a) Xe bắt đầu bẻ cua
(b) Xe bẻ cua, vào trạng thái ổn định.
(a)
H.54 Xe chạy qua điểm G trên sa bàn thực nghiệm
(a) Xe bắt đầu bẻ cua
(a) (b)
(c)
H.55 Xe vào cua ở điểm A trên sa bàn thực nghiệm
(a) Xe bắt đầu bẻ cua
(b) Xe bẻ cua, chưa ổn định
(c) Xe đang bắt line
(d) Xe vào trạng thái ổn định.
Nhận xét: Ta nhận thấy khi robot chuyển hướng, sai số bám line do cảm biến đọc về lớn, xe phải cần một khoảng thời gian để đáp ứng và ổn định. Sự ổn định của xe ở đoạn
sau phụ thuộc vào sự ổn định ở đoạn trước, vận tốc xe và bộ số 1, 2, 3.
Kết luận: Xe tuy đã bám được line ổn định theo giải thuật nhưng vẫn chưa đáp ứng được sai số và vận tốc đặt ra. Sai số vượt qua sai số mô phỏng, vận tốc thấp hơn vận tốc mô phỏng.
Đồ án TKHT Cơ-Điện Tử Xe Đua Dò Line
Phân Tích Thực Nghiệm
Trong mô phỏng, đã bỏ qua các yếu tố ảnh hưởng:
Khối lượng và lực quán tính của các thành phần trong xe
Các lực ma sát giữa bánh xe và sa bàn
Sai số đồng trục giữa hai bánh xe
Thời gian đáp ứng của động cơ
Các tác động nhiễu của môi trường như độ đồng đều về ánh sáng, màu sắc cũng
như độ phẳng của sa bàn.
Do đó, kết quả thực nghiệm đã không khớp với mô phỏng.
Bên cạnh đó, khi thiết kế cảm biến, kiểm tra cảm biến trên sa bàn khác với sa bàn
khi thực nghiệm, dẫn đến việc calib cảm biến bị sai lệch; chưa che chắn cảm biến đầy đủ; thiếu các cảm biến nhận dạng các chỗ giao nhau, đoạn chuyển tiếp.
Đề Xuất Hiệu Chỉnh Thiết Kế
Gia công thân xe và gá trục động cơ lại bằng vật liệu nhôm để đảm bảo độ đồng
tâm giữa 2 bánh xe tốt hơn.
Động cơ là vấn đề được quan tâm, cần lựa chọn và tính toán chính xác hơn để
không những đáp ứng đủ moment, mà thời gian đáp ứng và vận tốc động cơ cũng cần vượt hơn mức yêu cầu.
Thiết kế bộ phận che chắc cảm biến tốt hơn; thêm cảm biến để nhận biết các chỗ
CHƯƠNG 5: BIỂU ĐỒ GANLT
I. TỔNG QUAN Tìm hiểu các vấn đề liên quan và viết tổng quan Đề xuất và lựa chọn phương án phù hợp Hiệu chỉnh phần tổng quan
AI. THIẾT KẾ
1.Cơ khí Tính toán lựa chọn động cơ
Vẽ phác thảo, vẽ 3D và hiệu chỉnh Vẽ bản vẽ 2D Hiệu chỉnh thông số
2.Điện Xây dựng sơ đồ khối nguyên lý hệ thống điện Lựa chọn thành phần hệ thống điện Xây dựng mạch điều khiển và mạch công suất Hiệu chỉnh Điều khiển động cơ
3.Hardware - sofware Xây dựng sơ đồ khối cho hệ thống điều khiển Lựa chọn vi điều khiển và xây dựng lưu đồ giải thuật Lập trình cho vi điều khiển Hiệu chỉnh thông số
4.Bộ điều khiển Mô hình hóa xe đua bám line Hiệu chỉnh
BI. Hoàn thành tài liệu kỹ thuật về xe đua bám line
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617
H.50 Biểu đồ ganlt tiến độ công việc dự kiến
I. TỔNG QUAN Tìm hiểu các vấn đề liên quan và viết tổng quan Đề xuất và lựa chọn phương án phù hợp Hiệu chỉnh phần tổng quan
AI. THIẾT KẾ
1.Cơ khí Tính toán lựa chọn động cơ
Vẽ phác thảo, vẽ 3D và hiệu chỉnh Vẽ bản vẽ 2D Hiệu chỉnh thông số
2.Điện Xây dựng sơ đồ khối nguyên lý hệ thống điện Lựa chọn thành phần hệ thống điện
Xây dựng mạch điều khiển và mạch công suất Hiệu chỉnh Điều khiển động cơ
3.Hardware - sofware Xây dựng sơ đồ khối cho hệ thống điều khiển Lựa chọn vi điều khiển và xây dựng lưu đồ giải thuật Lập trình cho vi điều khiển Hiệu chỉnh thông số
4.Bộ điều khiển Mô hình hóa xe đua bám line Hiệu chỉnh
BI. Hoàn thành tài liệu kỹ thuật về xe đua bám line
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617
H.51 Biểu đồ ganlt tiến độ công việc thực tế
0
I. TỔNG QUAN Tìm hiểu các vấn đề liên quan và viết tổng quan Đề xuất và lựa chọn phương án phù hợp Hiệu chỉnh phần tổng quan II. THIẾT KẾ 1. Cơ khí Tính toán lựa chọn động cơ Vẽ phác thảo, vẽ 3D và hiệu chỉnh Vẽ bản vẽ 2D Hiệu chỉnh thông số 2. Điện Xây dựng sơ đồ khối nguyên lý hệ thống điện Lựa chọn thành phần hệ thống điện Xây dựng mạch điều khiển và mạch công suất Hiệu chỉnh Điều khiển động cơ 3. Hardware - sofware Xây dựng sơ đồ khối cho hệ thống điều khiển Lựa chọn vi điều khiển và xây dựng lưu đồ giải thuật Lập trình cho vi điều khiển Hiệu chỉnh thông số 4. Bộ điều khiển Mô hình hóa xe đua bám line Hiệu chỉnh III. Hoàn thành tài liệu kỹ thuật về xe đua bám line
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Vehicle Dynamics: Theory and Applications, Reza N. Jazar, Springer, p.50 – p.70
[2] Tính Toán TKHT Dẫn Động Cơ Khí Tập 1 (12nd), Trịnh Chất, NXBGDVN, p.5 – p.13
[3] Tính Toán TKHT Dẫn Động Cơ Khí Tập 2 (12nd), Trịnh Chất, NXBGDVN, p.116 – p.142
[4] Dung Sai và Lắp Ghép (12nd), Ninh Đức Tốn, NXBGDVN, p.70 – p.77, p.107 – p.125
[5] Jean-Francois Dupuis and Marc Parizeau, Evolving a Vision-Based Line-Following
Robot Controller, p.1-p.2.
[6] Juing-Huei Su et. al., An intelligent line-following robot project for introductory robot
courses, World Transactions on Engineering and Technology Education,Vol.8, No.4, p.455-461, 2010.
[7] Trần Đức Quân, Điều khiển robot dò đường theo vạch với bộ điều khiển Pid.
[8] Vishay Semiconductors - Datasheet TCRT5000.
[9] Huong dan su dung chuong trinh BKIT MCR.pdf
[10] M. S. Islam and M. A. Rahman, Design and Fabrication of Line
Follower Robot, Asian Journal of Applied Science and Engineering, 2013
[11] Vikram Balajia et al., Optimization of PID Control for High Speed Line Tracking
Robots, in 2015 IEEE International Symposium on Robotics and Intelligent Sensors, 2015
[12] Umar Farooq et al., Fuzzy Logic Reasoning System for Line Following Robot, IACSIT
International Journal of Engineering and Technology, 2014
[13] Đường Khánh Sơn & Từ Diệp Công Thành, Ứng Dụng Bộ Điều Khiển Self Tuning
Fuzzy-Pi Điều Khiển Omni-Directional Mobile Robot, Báo Khoa học & Ứng dụng, Số 20, pp.54-57, 2012
[14] Huu Danh Lam et al., Smooth tracking controller for AGV through junction using CMU
camera, Tuyển tập HN Cơ điện tử lần 7, VCM-2014, pp.597-601, Vietnam, 2014
[15] Fernando Orduña C. et.al., ALDRO Learning and Mixed Decision Support Method for
Mobile Robot, Workshop Proceedings of the 8th International Conference on Intelligent Environments, J.A. Botía et al. (Eds.), IOS Press, 2012