Zweirad-Roboter - Ballance

[sonero]

Hi,

Ich denke über ein Gefährt nach, das auf zwei Rädern nebeneinander die Ballance hält und dann auch fahren soll. Ob das ein richtiger Roboter werden soll und was der ev. machen soll - keine Ahnung.
Mir gehts erstmal um die Ballance. Daß es das schon gibt weiß ich, auch wenn ich jetzt sowas jetzt nicht wiedergefunden habe.
Denkbar wäre ein ferngesteuertes Spaßmobil, nur aus Jux, das eben selbstständig die Ballance hält.

Eigentlich müsste das mit einem 2-Achsen Beschleunigungssensor (ADXL202) gehen. Angeordnet nahe der Achse und mit den Vektoren je 45° nach vorne und hinten geneigt.
Nahe der Achse um Kippbewegungen weitgehend zu eliminieren.
Je 45° geneigt um, ja, wie erklär' ich's. Neigung wirkt sich dabei am meisten auf die beiden Werte aus und zusätzlich kann ich durch Vergleich der beiden Werte die senkrechte Stellung am besten erkennen.

Erst mal fange ich mit einem Schrittmotor an, später zwei und dann vielleicht mit stärkeren Motoren und irgendeiner Drehgebermimik an den Rädern. Das ist alles nicht das Thema und auch nicht das Problem für mich. Die Bewegung an der Achse (die Beschleunigung!) ist jedenfalls gegeben.

Wenn man sich das mal aufmalt, kommt man leicht drauf, wie man aus der Beschleunigung der beiden Achsen (x/y) des Sensors und den beiden bekannten Beschleunigungen g und a (Bewegung der Kiste) auf die Neigung kommt.
Zur Berechnung muß ich dann einige Fälle unterscheiden:
Beschleunigung vor/zurück
Wert x oder y grösser
Hmmm, da ergeben sich ev. ne Menge Kombinationen, da das eine das andere ja ev. dominieren kann. Naja, eine Menge Rechnerei und Fallunterscheidungen aber machbar. Ein AT-Mega*irgendwas* bei 16MHz sollte das locker in wenigen ms schaffen.

Nicht ohne ist auch die Hierarchie der Regelung, wenn ich es mal so ausdrücken darf.
Oberste Ebene ist vielleicht die Sollposition.
Das lasse ich erstmal weg.
Daraus würde die Geschwindigkeit resultieren.
Die wird als Sollwert an die nächste Ebene weitergereicht. Dort wird dann eine ev. nötige Beschleunigung ermittelt. Um zu beschleunigen, muß das Fahrzeug geneigt werden. Kippt der Apparat nach hinten, muß mehr geneigt werden = weniger Beschleunigung. Ist die Geschwindigkeit erreicht, wird nicht mehr beschleunigt und es muß wieder 0 Neigung errreicht werden. Zum Bremsen alles umgekehrt.

Wie ich das jetzt so schreibe, scheint mir der letzte Absatz das Schwierigste zu sein, bzw. schwimme ich da noch beim Konzept.
Die Berechnung der Neigung ist dagegen eigentlich reine Fleißarbeit.

Ideen/Kommentare dazu?

Gruß,
Norbert

[Manf]

Es gibt eine lange Reihe von Ansätzen und Überlegungen hierzu, auch erfolgreiche.
Manfred


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