如何制作PID控制的球平衡Stewart平臺

第1步：獲取資料

所需材料：

1。幾張1/4“和1/8”丙烯酸

2。 6-伺服電機（我們使用了HS5485HB伺服電機）

3。 6-螺紋（可調(diào)）連桿

4。 6-CNC機械加工的伺服臂帶有多個孔，可調(diào)節(jié)性

5。 12-Heim關(guān)節(jié)桿端頭

6。 6-桿（可調(diào)）

7。 1- 17英寸五線電阻觸摸屏面板USB套件（滾珠軸承的感測位置）

步驟2：準備材料

獲得丙烯酸切割的最佳方法是使用激光凸輪?？赡芎茈y接觸到它，因此也可以使用您熟悉的，經(jīng)過適當培訓并可以安全操作的任何切割工具輕松地切割丙烯酸樹脂。例如，如果我在家中進行操作，我會使用手動頂鋸。 Stewart平臺的整體形狀不必與我構(gòu)建的模型完全匹配。但是，我確實想指出一些簡化的機會。首先，通過使用三個基準而不是標準的兩個基準來更容易地繪制俯仰和橫滾自由度。通過使連桿與實際平臺的連接為等邊三角形來完成此操作。這使您可以忽略從頭開始查找俯仰和橫滾自由度（DOF）的所有復雜性，而我們使用3個非線性獨立的“基礎(chǔ)”，它們只是該角的拐角圖三角形上升。這對您或我在此基礎(chǔ)上寫出坐標都是具有挑戰(zhàn)性的，但是這些基礎(chǔ)的相互依賴性很容易由代碼處理。這種簡化的假設(shè)是忽略所有復雜幾何形狀的關(guān)鍵。有關(guān)詳細信息，請參見圖片MS Paint圖形和白板圖片。

切割后，您需要鉆出所有孔，這些孔是連桿和球形接頭所連接的位置。小心使孔尺寸與您使用的適當硬件相匹配。這對于您選擇的緊固件正常工作至關(guān)重要?？椎某叽缛Q于您的緊固件所需的絲錐尺寸。為此，請找到有關(guān)特定絲錐尺寸，螺距和螺紋類型（精細與粗細）的在線參考。我建議使用丙烯酸線，但如果您必須使用細線，那應該可以解決，因為無論如何我們都使用這種線?，F(xiàn)在是時候進行組裝了。

步驟3：組裝材料

仔細組裝符合規(guī)格的材料。尤其要注意不要松開任何螺釘。完成此操作后，您將不得不通過調(diào)整大小并鉆更大的孔并攻絲來更換硬件，或者您需要切割一整塊丙烯酸樹脂。請注意，觸摸電阻屏也要小心。很脆弱?。?！畢竟這是一薄層玻璃。請注意，我們自己遇到了事故。

步驟4：編程

編程可能需要一些時間。這是您的編程技能真正可以回報的地方。您不必從頭開始編寫代碼，但是如果您可以找到經(jīng)過注釋和組織良好的源代碼來進行修改，那么這將使工作變得更加輕松。這是我們源代碼的鏈接：https：//github.com/a6guerre/Ball-balanced-on-Stew 。..，請自助！它當然沒有進行優(yōu)化，但是可以完成工作！請記住，我們?yōu)榭丶成涫褂昧巳齻€獨立的非正交，非線性獨立的基礎(chǔ)。我們只是讀取x，y中的所有內(nèi)容，然后映射到A，B和C。然后全局調(diào)整此響應，以調(diào)整我們希望系統(tǒng)響應的程度。

第5步：測試！

在這里，我們測試自由度。現(xiàn)在注意我們的三基收益如何！例如，要獲得自由度自由度，我們只需在左側(cè)降低一個單位，在右側(cè)提高一個單位，反之亦然。同樣重要的是，還要做得足夠好，可以過濾掉觸摸屏上的噪音。這對于將良好的數(shù)據(jù)饋入PID至關(guān)重要。

第6步：微調(diào)和欣賞！

測試階段實際上只是為了找出錯誤。在這里，我們專注于微調(diào)控制系統(tǒng)。使用預設(shè)算法最好做到這一點。我最喜歡的是像處理嚴重的阻尼問題一樣解決它，Ahem！我是物理學家！因此，您關(guān)閉了阻尼項！即導數(shù)項，其作用類似于拖動項?，F(xiàn)在，球?qū)×艺駝?！但是，目標是使振蕩盡可能接近諧波，而不是盡可能增大或衰減。完成后，您可以打開導數(shù)項，并進行調(diào)整，直到它盡快回到平衡狀態(tài)。這是達到臨界阻尼的時候。但是，如果這種方法不起作用，則還有許多其他成熟的PID控制系統(tǒng)調(diào)整方案。我在Wikipedia上的PID控制器下找到了它。非常感謝您瀏覽我的項目，如果有任何疑問，請聯(lián)系我們，我很樂意回答您的任何問題。特別說明：我想指出的是，這個項目從頭到尾都是由Miracle Max Guerrro和我自己在不到四個星期的時間內(nèi)完成的，其中包括在我們的第一個屏幕之后等待新的屏幕在海關(guān)停留兩周打破。
責任編輯：wv