Kugelroboter

Schonmal probiert was passiert wenn de an deinen Roboter einfach oben hin n Besenstiel schraubst? Soll in Ruheposition einfach gerade nach oben zeigen.
Sieht nicht schön aus, aber für Versuchszwecke möglich.

Wenns dann funktioniert is deine Konstruktion zu instabil. Mehr Gewicht und ein höherer Schwerpunkt (bei deinen Roboterausmaßen is n Besenstiel sicher nicht nötig, da tuts auch was kleineres. war nur n Beispiel) sollten da schon viel helfen.

Ansonsten bleibt die Frage wie sehr er in eine Richtung kippt bei vorgegebener Geschwindigkeit. Bzw hast du mal versucht als Zielgeschwindigkeit nicht P*x sondern einen niedrigeren Wert zu nehmen (edit: gemeint ist hier: kleinerer Wert für P als den momentan verwendeten)?

MfG Daniel

Das Gewicht verändern ist wahrscheinlich keine gute Idee, denn dann muss der PID-Regler für den Winkel neu eingestellt werden, dass dauert erstmal.

Zitat:

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Bzw hast du mal versucht als Zielgeschwindigkeit nicht P*x sondern einen niedrigeren Wert zu nehmen (edit: gemeint ist hier: kleinerer Wert für P als den momentan verwendeten)?

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P steht hier für den P-Regler und den habe ich, wie auch an allen anderen Regler-Anteilen, oft verändert. Ich glaube eher, dass das Regelmodell völlig falsch ist. Also dass ich z.B. auch noch die Beschleunigung einbauen muss. Nur weiß ich leider nicht wie.

Was sind denn so die maximalen Winkel die dein Bot auslenken soll? Im Prinzip is das Regelmodell ja das selbe wie bei einem umgekehrten Pendel (nur is der Schwerpunkt eben viel niedriger, und damit ist das ganze deutlich instabiler), und damit da n lineares Modell funktioniert das eine optimale Regelung zulässt, darf die Auslenkung aus der Ruhelage nicht größer als 5° sein. Ist aber schon ewig her das ich das gelesen habe, keine Garantie. Aber such mal nach umgekehrtem Pendel bei www.gidf.de da dürfte es recht viel dazu geben.

Ich glaub auch nicht, dass du den Regler groß anpassen musst, wenn du die Masse n bissle größer machst. Wichtig ist ja eigentlich nur n höherer Schwerpunkt als ne größere Masse. Wenn de irgendwas rummfahren hast probiers einfach mal. Dünner Stab (z.B. von nem Drachen oder so) und obendrauf ne Kugel aus Alufolie (die dann aber auch massiv ;) ) sollte schon helfen.
Und selbst wenn de den Regler n bissle anpassen musst, besser als wenns gar net geht ;)

MfG
Daniel

Ich hab grad nochmal darüber nachgedacht wie dein Bot regelt...

Woher weiß er das er x cm vom Ziel entfernt ist? Ist da ein absolutes Ziel gemeint, oder eher ne Position des Bots auf der Kugel?

Ich geh mal davon aus, dass ne absolute Position gemeint ist. Dann müsste man es doch so machen, dass man die Maximale stabile Bot Geschwindigkeit (also die aus der dein Bot auch sicher wieder abbremsen kann) rausfindet, und von Ruhelage auf diese Geschwindigkeit beschleunigt. Dann musst du den Beschleunigungsprozess (bzw dann auch dasselbe zum Bremsen) regeln, und sobald du auf der richtigen Geschwindigkeit bist, das ganze einfach nur halten.

Ansonsten hast du ja bei großer Entfernung zum Ziel ne sehr große Geschwindigkeit, aus der dein Bot evtl nicht mehr zurück in die GGW-Lage kommt.

MfG
Daniel

Es gibt keine Grenzgeschwindigkeit die der Roboter maximal erreichen darf, weil diese abhängig vom aktuellen Winkel ist.

Zitat:

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Im Prinzip is das Regelmodell ja das selbe wie bei einem umgekehrten Pendel (nur is der Schwerpunkt eben viel niedriger, und damit ist das ganze deutlich instabiler), und damit da n lineares Modell funktioniert das eine optimale Regelung zulässt, darf die Auslenkung aus der Ruhelage nicht größer als 5° sein. Ist aber schon ewig her das ich das gelesen habe, keine Garantie.

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Mein Roboter hat sogar einen sehr hohen Schwerpunkt. Wenn man den Roboter mit einem Invertierten Pendel vergleicht, muss man den Durchmesser des Balls als Pendellänge ansehen. Allerdings gleicht mein Roboter eine Schräglage etwas anders aus, als so ein Pendel. Auf den ersten Blick sieht es gleich aus, aber weil der Ball im Verhältnis zum Roboter eine höhere Masse hat, als das normalerweise bei Invertierten Pendeln üblich ist, verhält er sich auch etwas anders. Ein Invertiertes Pendel kann übrigens deutlich weiter als nur bis 5* ausgelenkt werden, das hängt alles vom Antrieb ab. Hätte man einen unendlich starken Antrieb, könnte man jeden Winkel <90° wieder aufrichten.

Zitat:

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Dünner Stab (z.B. von nem Drachen oder so) und obendrauf ne Kugel aus Alufolie (die dann aber auch massiv Zwinkern ) sollte schon helfen.

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Eher nicht. Ein solcher Stab verbiegt sich nämlich leider beim Balancieren und schwingt mit, sodass er eher stört als nützt.

Zitat:

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Ist da ein absolutes Ziel gemeint, oder eher ne Position des Bots auf der Kugel?

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Es ist die Entfernung gemeint, die der Roboter seit dem Start auf der Kugel zurückgelegt hat.

Zitat:

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Zitat von kehrblech

Es gibt keine Grenzgeschwindigkeit die der Roboter maximal erreichen darf, weil diese abhängig vom aktuellen Winkel ist.

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Natürlich gibts diese Grenzgeschwindigkeit. Wenn der Ball so schnell rollt, dass der Antrieb deines Bots gerade noch genausoschnell in die der Rollrichtung entgegengesetzte Richtung fahren kann (sodass der Bot sozusagen den Winkel hällt). Das ist dann deine Grenzgeschwindigkeit.
[edit] Bei näherem nachdenken ist das nicht ganz richtig, da bei gehaltenem Winkel die Kugel immernoch beschleunigt. Muss nochmal drüber nachdenken wie das dann aussieht. allerdings muss es so ne Geschwindigkeit geben, bei irgend einer Geschwindigkeit dürfte der Bot ja einfach nicht mehr nachkommen.

Zitat:

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Zitat von kehrblech

Zitat:

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Im Prinzip is das Regelmodell ja das selbe wie bei einem umgekehrten Pendel (nur is der Schwerpunkt eben viel niedriger, und damit ist das ganze deutlich instabiler), und damit da n lineares Modell funktioniert das eine optimale Regelung zulässt, darf die Auslenkung aus der Ruhelage nicht größer als 5° sein. Ist aber schon ewig her das ich das gelesen habe, keine Garantie.

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Mein Roboter hat sogar einen sehr hohen Schwerpunkt. Wenn man den Roboter mit einem Invertierten Pendel vergleicht, muss man den Durchmesser des Balls als Pendellänge ansehen. Allerdings gleicht mein Roboter eine Schräglage etwas anders aus, als so ein Pendel. Auf den ersten Blick sieht es gleich aus, aber weil der Ball im Verhältnis zum Roboter eine höhere Masse hat, als das normalerweise bei Invertierten Pendeln üblich ist, verhält er sich auch etwas anders. Ein Invertiertes Pendel kann übrigens deutlich weiter als nur bis 5* ausgelenkt werden, das hängt alles vom Antrieb ab. Hätte man einen unendlich starken Antrieb, könnte man jeden Winkel <90° wieder aufrichten.

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Ich sag ja auch nicht, das es dann gar nicht mehr geht. Aber du bekommst für das verhalten deines Pendels nur ne Näherungsweise korrekte lineare DGL wenn der Winkel kleiner 5° ist. Und die lineare DGL brauchst du eben -soweit ich weis- um ne einfache optimale Regelung hinzubekommen.
Der Vergleich mit dem Pendel hinkt bei näherer Betrachtung tatsächlich. Ich sollte meine Ad hoc Modelle mit mehr Sorgfalt wählen ;)
[edit]Übrigens müsste doch der Schwerpunkt von der Mitte des Balls aus gerechnet werden oder? Wenns um eine Auslenkung geht ist die bezogen auf den Ballmittelpunkt.

Zitat:

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Zitat von kehrblech

Zitat:

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Ist da ein absolutes Ziel gemeint, oder eher ne Position des Bots auf der Kugel?

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Es ist die Entfernung gemeint, die der Roboter seit dem Start auf der Kugel zurückgelegt hat.

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Die Geschwindigkeit steigt also proportional zum Weg, gegebenenfalls bis unendlich? Dann is klar das er kippt.

Hier neue Antwort da es mit dem davor nicht wirklich viel zu tun hat.

Ich hab mir mal n paar Gedanken über die grundsätzliche Funktionsweise gemacht, da mich das Thema doch zunehmend interessiert (finde den Bot einfach Klasse).

Interessant wäre zu anfangs: wieviel wiegt denn der Bot, wieviel der Ball? Wäre für die Trägheitsmomente ganz interessant.

Das Prinzip vom Balancieren und Fahren von 2-Rad Bots basierend auf dem invertierten Pendel is mir recht klar.
Ich verstehe auch das Balancieren auf der Kugel, was ja bei dir auch schon recht gut klappt.

Einzig im gezielten Bewegen der Kugel sehe ich ein prinzipielles Problem, das nichts mit Regelung oder Sensoren zu tun hat.
Es ist mir noch nicht genau gelungen das Problem das ich da habe in Worte zu fassen. Deshalb würd ich gern erstmal deine Strategie verstehen.

Zur genaueren Kommunikation hab ich dazu mal ne kleine Skizze im Anhang eingefügt.
Angenommen, du willst den Ball in positiver x-Richtung Bewegen, wie sieht dann deine Strategie für die Räder aus?
In welche Richtung Drehst du die Räder (positiver(in w-Richtung) oder negativer Drehsinn)? Der Wagen soll denke ich um einen bestimmten Winkel von der Ruhelage abgelenkt werden, um zu beschleunigen. Nach rechts oder links?
Was ist deine Strategie zum halten der Geschwindigkeit? Die zum Abbremsen?

Damit ich deine Überlegungen dann gut nachvollziehen kann, brauch ich die oben genannten Gewichte des Bots und des Balls.

Ich habe nämlich die Befürchtung das ne gezielte Bewegung mit den vorhandenen Mitteln gar nicht möglich ist. Soweit ich das bisher durchdacht habe liegt das Problem daran, dass es nicht möglich ist, über eine Achse ein direktes Drehmoment an den Ball zu bringen (so wie es beim invertierten Pendel genutzt wird), sondern eben indirekt über die Räder deines Bots.

Zitat:

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Interessant wäre zu anfangs: wieviel wiegt denn der Bot, wieviel der Ball?

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Der Roboter ca. 2kg, den Ball schätze ich auf 500-600g.

Zitat:

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Angenommen, du willst den Ball in positiver x-Richtung Bewegen, wie sieht dann deine Strategie für die Räder aus?

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Ich gebe dem Roboter eine bestimmte Geschwindigkeit vor, mit der er in die x-Richtung fahren soll. Er vergleicht diese Geschwindigkeit mit seiner aktuellen Geschwindigkeit, die er über Sensoren messen kann. Je nach Abweichung von der Soll-Geschwindigkeit verändert er seine Schräglage. Ist er zu langsam, kippt er etwas in Fahrtrichtung, wenn er zu schnell wird, kippt er in die andere Richtung.

Zitat:

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Ich habe nämlich die Befürchtung das ne gezielte Bewegung mit den vorhandenen Mitteln gar nicht möglich ist. Soweit ich das bisher durchdacht habe liegt das Problem daran, dass es nicht möglich ist, über eine Achse ein direktes Drehmoment an den Ball zu bringen (so wie es beim invertierten Pendel genutzt wird), sondern eben indirekt über die Räder deines Bots.

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Es ist auf jeden Fall möglich den Ball gezielt in eine Richtung zu lenken, wenn man dem Roboter mit der Fernsteuerung "hilft". Dabei gebe ich nur Soll-Winkel vor. Da der Roboter sowohl seinen Winkel, als auch die Geschwindigkeit messen kann, sollte es schon möglich sein, ihn selbstständig auf einer Position zu halten. Ist halt eine Frage der Regelungstechnik.

Das Problem das ich sehe ist die Sache mit dem Winkel...
Sobald du deinen Bot aus der Ruheposition rauskippst (soweit eben das das Drehmoment das er erzeugt groß genug ist um den Rollwiderstand zu kompensieren), beschleunigt der Ball in die Richtung in die er gekippt ist.
Da der Bot davor aber mehr oder weniger ruht, und aus dieser Lage erstmal beschleunigen muss um seinen Winkel zu ändern, wirkt davor schon ein Drehmoment (das sogar recht groß ist, da der Bot 4 mal so schwer ist wie der Ball), dieses aber genau in die entgegengesetzte Richtung, in die du eigentlich fahren möchtest. Wenn die Steuerung nun hergeht und die Geschwindigkeit misst, und feststellt das sie in die falsche Richtung geht, beschleunigt er den Bot weiter, um den Winkel so zu erhöhen das die Geschwindigkeit in die richtige Richtung geht.
Ich denke das ist hauptsächlich das Problem das du hattest, als dein Bot immer vom Ball gefallen ist.
[edit] Kleiner Fehler im Denkansatz bei mir: der Ball beschleunigt schon in die falsche Richtung, aber du hast ja deine Geschwindigkeit über nen Beschleunigungssensor im Bot bestimmt, der sich in die richtige Richtung bewegt. Muss den Punkt nochmal überdenken.

Ein weiteres Problem tritt auf wenn man das oben genannte Problem gelöst hat. sobald der Bot einen gewissen Winkel erreicht hat beschleunigt er immer weiter. Du müsstest also an dem Ball wieder nach oben fahren, so dass das Drehmoment gerade noch so den Rollwiderstand und den Luftwiderstand kompensiert, also die Beschleunigung zu 0 wird. Wenn du nun aber am Ball nach oben fährst, wirkt der Antrieb wieder ein Drehmoment aus - diesmal so, das der Ball weiter in die richtige Richtung beschleunigt, also unter Umständen zu schnell wird.

Ich hab mal versucht ein Bewegungsmodell dafür zu erstellen, merke aber das meine Kenntnisse in Theoretischer Physik etwas eingerostet sind.

Ich denke nun auch das die gezielte Bewegung des Bots möglich ist, aber auch recht schwierig, und wahrscheinlich nicht mit einem normalen PID Regler möglich.

Hoffe das da jetzt n paar halbwegs brauchbare Ideen dabei waren, evtl hilfts dir ja. Genaueres wenn ich mal wieder zuviel Freizeit hab ;)

MfG
Daniel

Zitat:

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der Ball beschleunigt schon in die falsche Richtung, aber du hast ja deine Geschwindigkeit über nen Beschleunigungssensor im Bot bestimmt, der sich in die richtige Richtung bewegt.

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Nein, ich messe die Geschwindigkeit der Motoren mit Inkrementalsensoren, mit Beschleunigungssensoren würde das durch die doppelte Ableitung recht schnell sehr ungenau werden.
Die Richtung stimmt schon. Ich muss aber nochmal die Lochscheiben überarbeiten, da haben manche Löcher nicht den gleichen Abstand, sodass die gemessene Geschwindigkeit nicht gerade konstant ist. Wer hat eine Idee, wie ich die gleichmäßig in die Scheibe bekomme? Ich habe leider kein Spezial-Werkzeug, nur normale Bohrer, Sägen, ...

Hallo,
funktioniert das ganze denn für kleine geschwindigkeiten? dann wäre es doch möglich anstatt nen p-regler einfach nen 3 punktregler zu nehemen. sprich bei abweichung von der sollposition soll der bot mit konstanter geschwindigkeit in richtung der soll posiion fahren.
außerdem denke ich, dass der roboter immer versuchen sollte oben in der mitte auf dem ball zu bleiben, und nicht in einem konstantem winkel, weil dort kann er ja nur kräfte gegegn die schwerkraft aufbringen, wenn er den ball beschleunigt.
mfg jeffrey

Zitat:

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Zitat von kehrblech

Nein, ich messe die Geschwindigkeit der Motoren mit Inkrementalsensoren, mit Beschleunigungssensoren würde das durch die doppelte Ableitung recht schnell sehr ungenau werden.
Die Richtung stimmt schon.

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Das Problem über die Bestimmung durch die Inkrementalgeber is halt, dass du damit die Geschwindigkeit des Bots hast, diese aber nicht unbedingt mit der des Balls übereinstimmen muss. Btw, du musst einmal integrieren und nicht 2 mal Ableiten.
Aber nochmal zur Richtung: wenn du aus der Ruhelage raus beschleunigen willst, dürfte die Trägheit des Bots größer sein als die des Balls => der Ball rollt nach hinten (in die falsche Richtung). Sobald der Bot nen Winkel erreicht hat, aus dem herraus er den Ball beschleunigt, passt die Sache. Dann musst ihn solang auf nem vernünftigen Winkel halten bis der Ball fast die gewünschte Geschwindigkeit hat, und den Bot dann wieder hoch in die Position bringen die ihn gerade den Rollwiderstand kompensieren lässt (was den Ball noch mal weiter beschleunigt).

Zitat:

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Zitat von kehrblech

Ich muss aber nochmal die Lochscheiben überarbeiten, da haben manche Löcher nicht den gleichen Abstand, sodass die gemessene Geschwindigkeit nicht gerade konstant ist. Wer hat eine Idee, wie ich die gleichmäßig in die Scheibe bekomme? Ich habe leider kein Spezial-Werkzeug, nur normale Bohrer, Sägen, ...

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Kommt drauf an was für ne Präzision du gerne hättest. Ansonsten würd ich die Metallscheibe durch eine aus Plexiglas (weiß net genau wie dein Sensor arbeitet, eben aus nem Material das durchsichtig für deinen Sensor ist) ersetzen, und dann am PC ne Folie machen, die aus nem schwarzen Kreis mit weißen Strichen in Konstanten Winkelabständen besteht, und die aufkleben. Damit müsstest ne vernünftige Präzision hinbekommen.

Zitat:

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Btw, du musst einmal integrieren und nicht 2 mal Ableiten.

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Hast recht, da habe ich nicht nachgedacht.

Zitat:

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Kommt drauf an was für ne Präzision du gerne hättest. Ansonsten würd ich die Metallscheibe durch eine aus Plexiglas (weiß net genau wie dein Sensor arbeitet, eben aus nem Material das durchsichtig für deinen Sensor ist) ersetzen, und dann am PC ne Folie machen, die aus nem schwarzen Kreis mit weißen Strichen in Konstanten Winkelabständen besteht, und die aufkleben. Damit müsstest ne vernünftige Präzision hinbekommen.

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Super Idee! Die Präzision reicht locker.

Übrigens, wollte ich eigentlich schon früher mal schreiben:
Hast mal drüber nachgedacht deinen Ball leer zu machen und dann mit z.B. Bauschaum wieder "aufzupumpen"? Dann hättest das hüpfen weg, und die höhere Masse könnte sich auch sinnvoll auf die Steuerung des Bots auswirken.

MfG
Daniel

Mmh, Bauschaum? War das nicht das Zeug, was sich wahnsinnig ausdehnt, wenn es trocknet? Nicht dass dann der Ball platzt :-s

Ich habe jetzt neue "Lochscheiben" am Roboter. Eigentlich haben die gar keine Löcher mehr, sondern nur noch Striche. Dadurch kann der Roboter jetzt genauer seine Geschwindigkeit messen. Das Balancieren ging schon etwas besser, aber jetzt sind erstmal wieder die Akkus leer ](*,)

Bauschaum war ein Beispiel, keine Ahnung wie der sich beim austrocknen verhällt. Gegebenenfalls etwas weniger rein. Allerdings ist mir grad noch eingefallen, dass der wahrscheinlich eh net austrocknet, mangels Luftzufuhr. Aber n Befüllen mit irgend nem Schaum der fest wird wär sicherlich gut. Evtl weiß da ja einer was geeignetes... :)

MfG
Daniel

So, ich habe noch einen kleinen Fehler im Programm gefunden. Ich habe den D-Anteil an zweimal berechnet, mit verschiedenen Werten. Dabei wurde der richtige Wert vom falschen überschrieben. Kleiner Fehler, große Wirkung: Der Roboter balanciert viel ruhiger. Er schwingt sich zwar immer noch auf, aber schon viel langsamer.

wegen dem bauschaum. wenn man zweikomponenten schaum nimmt trocknet der auch ohne luft aus. man muss nur vorher das volumen der balls errechnen udn dann die dehnung des schaumes beachten und dnan die menge reinfüllen...

Hey,
wollte auch mal das mit den Balencieren bauen. Bin aber noch nicht dazu gekommen :cheesy:

Gruß

Siehe links!

Hallo,

es gibt wieder Fortschritte. Der Roboter kann zwar noch nicht besser balancieren, aber ich lasse ihn währenddessen alle wichtigen Daten (Winkel, Position, Geschwindigkeit,...) auf einer SD-Karte speichern. Nach dem Balancieren kann ich dann genau sehen, was er wann gemacht hat.

Jetzt versuche ich den Positionsregler neu zu entwerfen. Ich lasse dazu den Roboter balancieren und steuere ihn mit der Fernsteuerung so, dass er auf einer Stelle bleibt. Mit der Fernsteuerung gebe ich einen Soll-Winkel vor.
Auch dieser Soll-Winkel wird auf der Karte gespeichert. Ich habe also sowohl die Eingangssignale (Winkel, Position, Geschwindigkeit) des Positionsreglers, als auch das Ausgangssignal (Soll-Winkel), aber es fehlt der Regler selber (ICH bin der Regler, indem ich den Soll-Winkel mit der Fernsteuerung vorgebe). Aber wie kann ich den Regler entwerfen? Es geht nicht darum die Reglerparameter einzustellen (da habe ich schon so viel probiert, ich glaube nicht, dass es eine gut funktionierende Einstellung gibt), sondern darum einen völlig anderen Reglertyp zu benutzen. Wahrscheinlich weiterhin ein PID-Regler, aber vielleicht mit anderen Eingangssignalen. Oder gibt es noch andere Reglerarten, die man für so eine Aufgabe gut benutzen könnte?

Zitat:

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Zitat von kehrblech

... gibt es noch andere Reglerarten, die man für so eine Aufgabe gut benutzen könnte?

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Ein Wundermittel (angeblich) gibt es für komplexe Regelungsaufgaben: der Beobachter. Was ist das? Neben einem digitalen Regler normaler Bauart programmiert man ein Modell der Regelstrecke mit ihren physikalischen Eigenheiten (Masse, Reibung etc). Dieser virtuelle Aufbau bewegt sich erstmal wie der reale Aufbau und wird von einem weiteren Regler geregelt. Eventuelle Unstetigkeiten, Unstimmigkeiten, Nichtlinearitäten und all so ein Zeugs lassen sich nun durch Vergleich der virtuellen mit der realen Maschine dazu verwenden, die Regelungsparameter in Echtzeit zu verstellen. Anwendung z.B. bei komplexen Industrierobotern, wo z.B. unterschiedliche Auslenkungen des Roboterarms das System in seinen kinetischen Eigenschaften drastisch verändern.

Das klingt nicht nur nach ziemlich viel Rechenaufwand (und elend viel Programmiererei) - das ist es auch. Für Controller also absolut garnix. Der Nutzen ist nicht immer gegeben: meist sind die "einfachen" Algorithmen tolerant genug.

Ich habe es geschafft einen Regler zu entwerfen, der ziemlich gut passt, jedenfalls solange der Roboter langsam bleibt. Wenn er jetzt balanciert bleibt er relativ lange auf einer Stelle, sobald er aber etwas schneller wird, passt der Regler nicht mehr und der Roboter kippt um.
Ich habe jetzt aber leider noch ein ganz anderes Problem:
Die Motortreiber fallen manchmal aus. Das ist nicht völlig neu, aber bis jetzt kam es nur vereinzelt vor. Oft läuft einfach ein Motor nicht, manchmal auch alle nicht. Meistens tritt dieser Fehler mitten beim Balancieren auf, selten auch schon von Anfang an. Ich vermute, dass es an den hohen Strömen liegt, besonders, wenn die Motoren plötzlich umgepolt werden.
Bis jetzt habe ich ausprobiert:
- Reset-Pin direkt auf VCC
- 100nF und 47µF an jeden Motortreiber
- Watchdog aktiviert
- Brown-Out aktiviert

Das hat leider alles nicht geholfen. Es kommt mir auch nicht so vor, als ob der µC einfach resettet. Meistens läuft die Kommunikation über I²C weiter, aber der Motor wird nicht mehr angesteuert. Ich glaube eher, dass z.B. die PWM-Erzeugung aufhört oder manche Pins nicht mehr als Ausgang konfiguriert sind.
Sobald länger als 250ms keine Daten mehr an den Motortreiber gesendet werden, führt der Watchdog einen Reset durch, danach geht wieder alles.
Der µC ist leider an einer schlechten Stelle im Layout. Auf beiden Seiten neben ihm befinden sich die Mosfets für die Motoransteuerung. Kann es sein, dass diese ihn stören?

Die Motorausfälle kommen nicht mehr vor. Ich habe einfach etwas Alufolie über den Controller gelegt, natürlich mit Papier dazwischen, damit es keinen Kurzschluß gibt. Danach traten die Störungen nur noch selten auf. Seit ich die I²C-Taktfrquenz von 400000 auf 100000Hz gesenkt habe, hatte ich noch keine Störung.

Außerdem habe ich jetzt neue Gyros. Statt den ENC03R benutze ich jetzt die ADXRS610. Verdammt teuer...
Wenn man sich das Signal anguckt, kann man sehen, dass fast kein Drift mehr vorhanden ist. Beim Balancieren habe ich aber noch keinen Unterschied bemerkt.

Moin, sehr interessant etwas ähnliches wollte ich auch mal umsetzten, ich habe hier noch 2 ADXRS614 und 2 AD22285 rum liegen die ich mal geschenkt bekommen habe, leider noch nicht auf einer Platine :D. Mal schauen wann ich dazu komme es um zu setzen.

Brauch aber zur zeit eine Idee wie ich sie auch eine Platine bekomme ;) der ADXRS614 sollte doch aber mit +/- 50 °/s für so eine Balancier Anwendung geeignet sein ?!

Interessante Sache, irgendwo habe ich neulich nen einrädrigen Roboter gesehen, der auch gezielt fahren konnte (Kurven bzw. in vorgegebene Richtungen), das mit dem Ball ist ja ähnlich.
Schick...
Übrigens: du könntest einfach den Luftdruck im Ball vorsichtig etwas erhöhen, dann wird der Ball härter- er wird besser rollen (reibungsärmer), aber sich dabei weniger aufschaukeln lassen.
Wäre nen Versuch wert und ist weniger Aufwand als die Schaum-Geschichten.
Wasser einfüllen würde ich auf keinen Fall: das schaukelt sich nämlich auf und du hast _noch_ mehr Probleme.

Zitat:

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der ADXRS614 sollte doch aber mit +/- 50 °/s für so eine Balancier Anwendung geeignet sein ?!

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Keine Ahnung, beim AXRS610 wird jedenfalls lange nicht der gesamte Messbereich von +- 300°/s ausgenutzt.

Zitat:

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Übrigens: du könntest einfach den Luftdruck im Ball vorsichtig etwas erhöhen

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Das ist nicht mehr nötig. Der Roboter kann jetzt alleine viele Minuten balancieren. Dabei bleibt er sogar sehr genau auf einer Stelle.
Als nächstes versuche ich gerade den Roboter Hindernissen ausweichen zu lassen. Dazu hat er drei Abstandssensoren, die mit Servos geschwenkt werden. Der Roboter erstellt damit eine "Karte" seiner Umgebung und sucht die Stelle, die am weitesten von allen Hindernissen entfernt ist. Soweit funktioniert es auch schon. Der Roboter hat eine Richtungsangabe und weiß auch wie weit er in diese Richtung fahren soll, nur das Fahren selber schafft er noch nicht (je nach Einstellung fährt er viel zu weit oder fährt erst gar nicht los).

Gruß,
Jan

Zitat:

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Zitat von micky_ficky

Bauschaum war ein Beispiel, keine Ahnung wie der sich beim austrocknen verhällt. Gegebenenfalls etwas weniger rein. Allerdings ist mir grad noch eingefallen, dass der wahrscheinlich eh net austrocknet, mangels Luftzufuhr. Aber n Befüllen mit irgend nem Schaum der fest wird wär sicherlich gut. Evtl weiß da ja einer was geeignetes... :)

MfG
Daniel

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Bauschaum ist schon O.K den giebt es in 2k = selbsthärtend.
Das geht sehr schnell. Da man ja zum Befllen ein kleines Loch
in den ball machen muß, kann der beim aufschräumen überflussige
Schaum ja wieder austreten. Deb Ball dabei über eine Mülltüte halten
sonst gibt das ne riesen Sauererei! Nach dem Härten einfach abschneiden
und glatt Schleifen. :-)

Gruß Richard

In einen anderen Threat hat jemande diese Teile einfach
(in) die Platine geklebt und dann mit einzelnen Adern von
Entlötlitze die Pad's an Leiterbahnen angelötet. :-)

Gruß Richard

das problem mit dem fahren würd ich mal anders probiern schubs den ball mal leicht an dann regelt er ja sich wieder und diesen effekt kannst du dann nutzen. du verlagerst mit einem servo das gleichgewicht und der ball kippt um das zu komppensieren balangsiert er und damit sollte er fahren

Zitat:

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Zitat von Richard

In einen anderen Threat hat jemande diese Teile einfach
(in) die Platine geklebt und dann mit einzelnen Adern von
Entlötlitze die Pad's an Leiterbahnen angelötet. :-)

Gruß Richard

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bei den Beschleunigungssensor habe ich das noch hin bekommen :D, aber am Gyro wird das ein Spaß ;).

Na ja das dauert alles noch, ich hatte gestern Abend die Idee einen kleinen Roboter auf meinem Jonglierball fahren zu lassen und habe einfach mal Google an geschmissen und bin hier drüber gestolpert :)...

lg

Zitat:

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Zitat von Richard

... Bauschaum ... in 2k = selbsthärtend. Das geht sehr schnell ...

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Bei "2k" und "sehr schnell" denke ich gleich an unterschiedliche Einfüll- sprich Reaktionszeiten, der Ball wird ja nicht PLÖTZLICH gefüllt. Gibt das nicht ein prächtiges Ei? Weil die Ballhülle ja nicht aus Beton oder gebrannten Ziegeln besteht.

Ich denke das wird gut gehen, der Schaum härtet ja nicht in
Sekunden aus, bleibt also einige (ca 10 Minuten)recht weich.

Es gibt den auch als Schaumkleber, damit werden Dämmplatten
an Hauswänden geklebt. Dieser Schaum dehnt sich NICHT aus,
damit muß der Ball dann (druck (?)) vollgeschäumt werden.
Ob das klappt (?), ich würde eher einen sich ausdehnenden
Schaum verwenden damit die Kogel auch sauber "aufgepummt" wird.


Gruß Richard

habe die anleitung gefunden für ein Adapterbord

http://www.mikrokopter.de/ucwiki/ADXRS610 ganz unten

zum befüllen wären 2 löcher wohl besser, eines "unten" zum einfüllen (auch von unten, der schwerkraft halber) und eines "oben" für den den luftauslass ...

das problem bei bauschaum ist doch eher, dass er ziemlich schnell eine feste haut ausbildet und wenn man dann von oben einfüllt, stapelt man würste übereinander zwischen denen vll. noch ne handvoll luftlöcher überbleiben ...

das obere loch dient nur zum entwichen der luft im ball, wenn der schaumstoff oben angekommen ist, wird er mit hocher wahrscheinlichkeit das loch verstopfen und da man unten immer frischen schaum einfüllt wird der einfach herausquellen

Hmm, ich arbeite in der Sicherheitstechnik und wenn mal wieder
so ein paar böse Buben ne Sirene ausgeschäumt haben, ist die
randvoll. Großartig "Luftblasen" bleiben da nicht! Außerdem dürft
das in diesem Fall egal sein, es soll ja überwiegend nur das Federn
b.z.w. Springen vom Ball verhindert werden. Einfach ausprobieren
würde ich sagen, son Kinder Kunststoff Ball kostet nicht die Welt.
2K Bauschaum kann aber etwas Kosten. :-(

Gruß Richard

dein bot ist echt der hammer. ich kann zwar nicht wirklich mitreden, aber tolle leistung!!! :)

gruß josua

Um das Hüpfen zu ferhindern kann man auch eine Bowlingkugel(oder Bowlingball?) benutzen die sind nur etwas teurer

Hallo,

ja, mit einer Bowlingkugel ginge es sicher besser. Dieser Roboter zeigt ja, dass es damit sehr gut geht (übrigens sehr interessant, dass der Roboter die gleiche Mechanik verwendet wie meiner. Bis jetzt habe ich immer nur welche mit dem "Inverse Mouse-Ball Drive" gefunden). Allerdings habe ich dann wieder das Problem, dass ich weniger Reibung habe, die Räder würden durchdrehen. Sicher kann man da andere Räder benutzen, die mehr Reibung erzeugen würden.
Aber warum der ganze Aufwand? Es funktioniert mit meinem elastischen Ball jetzt sehr gut. Ich kann sogar ein Wasserglas oder einen Tischtennisball auf dem Roboter balancieren.

Viele Grüße,
Jan

Hallo zusammen!

@kehrblech: wirklich cool was du da auf die beine - bzw. ball :) - gestellt hast...

ich wollte kein neues thema aufmachen, weil ich denke, dass das ganz gut hier rein passt. ich bin zurzeit noch student und beschäftige mich in einer studienarbeit mit der modellierung und regelung eines solchen balancierenden roboters und hätte da jetzt ein paar fragen:

1) Woher weiß der roboter, was seine nullposition ist? sprich wenn ich ihn auslenke, damit er wieder zum "ursprung" zurückfährt

2) ich habe mittlerweile sehr oft von der drift der gyrosensoren gelesen und das man deswegen (?) zusätzlich die acc noch benötigt. mich würde interessieren, woher diese drift kommt - eine erklärung hab ich nämlich nirgendwo gefunden - und warum das nicht bei den acc auch möglich ist?

3) woher wusstest du, wie stark deine motoren sein müssen?

Danke schonmal!

viele grüße

Hallo,

1) Mein Roboter hat Lichtschranken an jedem Rad, mit denen er messen kann, wie sich das Rad bewegt. Damit sollte es möglich sein zum Ursprung zurückzufahren. Ich werte aber gar nicht die Position des Roboters aus. Ich benutze die Lichtschranken nur, um die Geschwindigkeit der Räder zu kontrollieren und eventuell zu korrigieren. Warum mein Roboter trotzdem auf einer Stelle bleibt kann ich nicht erklären, dazu kenne ich mich nicht gut genug mit der Regelungstechnik aus. Der Winkel von meinem Roboter wird nur mit einem PID-Regler gehalten. Zusätzlich werden die Motoren noch mit PI-Reglern auf der richtigen Geschwindigkeit gehalten. Wenn jetzt ein "falscher" Sollwinkel eingestellt ist, der Roboter also nicht versucht exakt gerade, sondern leicht schräg zu stehen, müsste er doch eigentlich immer weiter in eine Richtung wegfahren? Er fährt zwar wirklich los, hält aber seltsamerweise relativ schnell wieder an.

2) Soweit ich weiß, entsteht der Drift hauptsächlich durch Temperaturänderungen. Das ist aber je nach Gyro stark unterschiedlich. Die, die ich jetzt benutze (ADXRS610), haben kaum Drift. Ein Beschleunigungssensor braucht man trotzdem, denn der Gyro liefert nur Winkelgeschwindigkeiten. Wenn die integriert werden, um den Winkel zu berechnen, werden Messfehler aufsummiert, sodass der Winkel schon nach wenigen Sekunden nicht mehr stimmt. Um das auszugleichen benutzt man einen Beschleunigungssensor.

3) Ich wusste es selber auch nicht so genau. Ich hatte vorher schon versucht einen Kugelroboter aus fischertechnik zu bauen, das hat aber nicht geklappt, weil die Motoren zu schwach waren. Ich wollte deshalb kein Risiko eingehen und habe viel zu starke Motoren in diesem Roboter benutzt.

Kannst du mir, wenn du fertig bist, deine Ergebnisse schicken? Ich habe bis jetzt immer nur durch Ausprobieren die Regelung entworfen, ich würde aber gerne wissen, wie es richtig geht.

Viele Grüße,
Jan