Pohybová plošina se třemi stupni volnosti

Abstract

Tato práce je součástí fyzického modelu pohybové plošiny o třech stupních volnosti. Zmíněná je kategorizace této plošiny v rámci robotických manipulátoru s krátkým motivačním vhledem k čemu může třístupňová plošina sloužit. Pro implementaci řízení je použita inverzní kinematika, která je teoreticky rozebrána. Přehledově je pohlédnuto na proces modelování této plošiny, kdy využitým softwarem je online platforma Onshape. Při sestavování plošiny bylo nutné použít mnoho prvků, plastové díly byly vytisknuty na 3D tiskárně, bylo nutné objednat CNC frézované plexisklo a dále koupit prvky od rezistivního dotykového panelu s kontrolérem po NEMA 17 krokové motory. Voleným mikroprocesorem je Arduino Due v kombinaci s CNC shieldem pro drivery DRV8825 k řízení krokových motorů. K simulaci je využito prostředí MATLAB & Simulink, ze kterého je pak implementováno i řízení fyzické soustavy. Realizované řídící metody jsou pomocí PD, PID a kaskádních regulátorů, je však krátký pohled i na jiné používané metody v dostupné literatuře. Závěrem je zhodnocení výsledků regulace.

This thesis is a part of a physical model of a motion platform with three degrees of freedom. Mentioned is a categorization of this platform within robotic manipulators with a brief motivating insight into where the 3-DOF motion platform can be used. Inverse kinematics is used to implement the control and is theoretically derived. An overview of the modelling process of this platform is given, where the software used is the online platform Onshape. Many elements were required in the assembly of the platform, plastic parts were 3D printed, CNC milled plexiglass had to be ordered and elements ranging from a resistive touchscreen with a controller to NEMA 17 stepper motors had to be purchased. The microcontroller of choice is an Arduino Due combined with a CNC shield for the DRV8825 drivers to control the stepper motors. The MATLAB & Simulink environment is used for simulation, from which the control of the physical system is then implemented. The implemented control method is using PD, PID and cascade controllers, but a brief look at other available methods in the literature is also included. Finally, an evaluation of the control results is presented.