• Nie Znaleziono Wyników

Index of /rozprawy2/11063

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Index of /rozprawy2/11063"

Copied!
2
0
0

Pełen tekst

(1)

Contents

Abstract i

Contents xiii

List of Figures xv

List of Tables xviii

Abbreviations xix

1 Introduction 1

1.1 State of the art in mono-wheel robots . . . 1

1.2 First attempt at building a monocycle robot . . . 4

1.3 Motivation and aim of thesis . . . 7

1.4 Roadmap of thesis . . . 8

2 Theoretical Preliminaries 9 2.1 Coordinate frames and transformations . . . 9

2.2 Dynamical systems . . . 12

2.3 Optimal control . . . 17

2.4 Convex optimisation, SOS polynomials . . . 18

3 The Acrover 21 3.1 Kinematics . . . 21

3.2 Equations of motion . . . 24

3.3 Longitudinal plane dynamics . . . 33

3.4 Lateral plane dynamics . . . 38

4 Control System 44 4.1 Speed control (block 3 ) . . . 45

4.1.1 Linear parameter-varying model . . . 45

4.1.2 Robust LQR for speed tracking . . . 47

4.1.3 Controller implementation . . . 50

4.1.4 Region of attraction analysis . . . 52

4.2 Tilt control (block 4 ) . . . 54

4.2.1 Descriptor form linear parameter-varying model . . . 57

4.2.2 Gain scheduling for tilt tracking . . . 59

4.2.3 Controller implementation . . . 61

4.3 Motion control . . . 63 xiii

(2)

Contents xiv

4.3.1 Point-to-point motion . . . 64

4.3.2 Path planning (block 1 ) . . . 65

4.3.3 Path following (block 2 ) . . . 65

5 Drives and Sensors 67 5.1 Rotary drive (blocks 5 and 6 ) . . . 68

5.1.1 Linear model of a DC motor . . . 68

5.1.2 Transmission . . . 69

5.1.3 Nonlinear model of friction . . . 70

5.1.4 Drive velocity estimation . . . 74

5.1.5 Torque control with friction compensation . . . 79

5.2 Orientation and twist estimation (blocks 7, 8 and 9 ) . . . 81

5.3 Localisation (block 10 ) . . . 82

6 Simulations 86 6.1 Non-realtime simulations of partial models . . . 86

6.1.1 General structure . . . 87

6.1.2 Partial dynamics subsystem . . . 87

6.1.3 Drive subsystem . . . 88

6.1.4 GMS friction subsystem . . . 89

6.1.5 Luenberger observer subsystem . . . 90

6.1.6 Controller subsystem . . . 90

6.1.7 Exemplary results . . . 91

6.2 Realtime simulation of the complete system . . . 96

6.2.1 Software structure . . . 97

6.2.2 Unique features implemented for the Acrover . . . 99

6.2.3 Exemplary results . . . 99

7 Prototype 103 7.1 Mechanical design . . . 104

7.2 Electronics . . . 106

7.3 Software architecture . . . 107

7.4 Park and recovery mechanism . . . 108

7.5 Setup used in experiments . . . 109

7.6 Parameters of mathematical models . . . 110

7.6.1 Identification of GMS friction . . . 111

8 Experimental Validation 115 8.1 Upright stabilisation and tilt tracking . . . 115

8.2 Cartesian motion . . . 119

9 Conclusions 124 9.1 Contributions . . . 124

9.2 Future works . . . 128

Cytaty

Powiązane dokumenty

ochronie funkcjonariusza publicznego, określona w art. 2 ustawy, wymienio- na w tym przepisie obok funkcjonariusza publicznego, nie była funkcjonariuszem publicznym, nie

Uczestnicy przedsięwzięcia – dzieci, młodzież i ich ro- dzice i opiekunowie – będą mogli wziąć udział w krót- kich wykładach, warsztatach praktycznych, zajęciach

Ufam, że wyniki naszych badań choć w niewielkim stopniu przyczynią się do poznania wspaniałego daru języka, który dany jest człowiekowi i wspólnocie dla realizacji

Dysfunctions of the mitochondrial proteins lead to the mitochondrial diseases, which can be caused by muta- tions in mtDNA as well as in the nuclear genes.. Clinical features of

Obawy przed marginalizacją języka, jak i próby wyjaśniania, że będzie on jednym z języków urzędowych w Unii, to najczęściej pojawiające się tematy, które można odnaleźć

Only those countries whose average were significantly lower than the OECD average (Kazakhstan, Turkey, Qatar and the United Arab Emir- ates) showed a higher rate of change then

The aim of this research was to examine how critical thinking at junior high school level can be developed using the Internet as a source of information.. A group of second

American Jews have been piously devoted to what Richard John Neuhaus famously called the “naked public square.” By working to strip public discourse and civic life of