Učni komplet za vodenje sistemov z razvojno ploščo Arduino in MatlabomKREK, GREGA (Avtor) Klančar, Gregor (Mentor) MATLABSimulinksimulacijaregulacijaPID-regulatorV diplomski nalogi je predstavljen učni komplet za delo z razvojno tiskanino Arduino v okolju MATLAB. V glavnem delu je opisana pot do avtomatske regulacije žogice na gredi dolgi 40cm. Regulacija deluje preko programa MATLAB, kamor vpisujemo programsko kodo in programa Simulink, kamor rišemo blokovno shemo. Program MATLAB je preko USB kabla povezan na razvojno ploščo Arduino Uno, katera daje vhodno/izhodne signale sistemu. V prvem delu diplomske naloge se osredotočimo na zaprtozančno PI-regulacijo enosmernega motorja, ki je preko gredi povezan z drugim enosmernim motorjem oz. tahometrom. Posebej izvedemo P in I-regulacijo ter za vsako od regulacij navedemo njene glavne prednosti in slabosti. Simuliramo metodo nihajnega preizkusa in prek znane Nichols-Zieglerjeve metode določimo ojačenja in . Predstavimo model motorja, ki nam poda vse njegove lastnosti. Za lažje računanje modela si pomagamo z Laplace-ovo transformacijo, kjer sta glavni neznanki ojačenje K ter časovna konstanta T. Regulaciji izvedemo s pomočjo enotine stopnice ter preko metode določanja polov. V regulacijo je vključen tudi model sistema, ki prikazuje odziv sistema ob idealnih pogojih. V drugem delu diplomske naloge je predstavljen nadzor pozicije motorja in sicer pri močnostnem menjalniku, kjer je glavna lastnost prepoznavanje pozicije oz. kota gredi, ki je povezana z motorjem. Močnostni menjalnik lahko na vhodu krmilimo s potenciometrom ali s pulznim generatorjem, na izhodu je potenciometer, ki je povezan z motorjem menjalnika in daje podatke na analogni vhod. Podane so osnovne lastnosti sistema drugega reda, kjer uporabljamo PID-regulacijo ter na koncu izpeljanki PI-D in I-PD-regulacijo. Ojačenja regulatorjev so izračunana preko polov sistema, ki jih določimo z enačbo sistema drugega reda. V tretjem delu diplomske naloge uporabimo vse znanje, ki smo ga pridobili iz prvih dveh poglavij. Glavna naloga je regulacija žogice na točno določeni točki na gredi. Pozicijo žogice na gredi spremlja svetlobni senzor, ki oddaja in sprejema infrardeči žarek ter tako določa pozicijo žoge na gredi. Gred uravnava močnostni menjalnik, ki prav tako kot senzor daje podatke mikrokrmilniku na analogni vhod. V prvem delu izvedemo PID-regulacijo, v drugem delu pa uporabimo regulacijo s prostorom stanj. V prostoru stanj določimo spremenljivke stanj ter matrične enačbe, ki določajo relacije med vhodom in izhodom sistema.20182018-03-29 14:15:02Diplomsko delo/naloga100573sl