Заплачу 500 рублей за написание грамотного скетча

Заплачу 500 рублей за написание грамотного скетча. Например - положу на номер телефона. Условия задачи позже.

 

С условий надо начинать.

 

вот именно

 

К тексту приложен эскиз 0002.
1. Существует некий механизм "М" с поворачивающимся на 180 градусов валом. Механизм управляется "блоком управления" который, в свою очередь, управляется сервой. Валик управления поворачивается на 20 градусов в обе стороны от ноля.
В позиции блока управления -"0" вал механизма "М" неподвижен.
В позиции блока управления "- 20" вал механизма "М" движется против часовой стрелки с максимальным ускорением.
Соответственно, в позиции блока управления "20", вал механизма "М" движется по часовой стрелке с максимальным ускорением.
Ускорение движения вала механизма "М" прямопропорционально связано с углом поворота валика блока управления. Т.е. в позиции блока "10" вал механизма поворачивается с половиной возможной скорости.

2. На валу механизма "М" закреплен одноповоротный потенциометр №2 10кОм.

3. Существует "рычаг" управляемый вручную. На его валу, так же закреплен потенциометр №1.

Задача: Вал механизма "М" должен повторять угол и скорость поворота "рычага".

 

не проще самому научится? и 500 рублей не потратишь, и сам научишься что да как

 

У вала "М" все же скорость или ускорение линейно зависит от положения блока управления?

 

Пусть X - положение потенциометра 1, Y - положение потенциометра 2, Z - положение сервы, t - время.
Из описания механизма следует, что величины связаны между собой следующим образом:

Y = X
Y = Z*t

откуда следует Z = X/t, но для полноценного управления этого недостаточно, т.к. нужно еще устранять ошибки управления, из-за неопределенности начальных условий и неидеальности системы.
Пусть e - ошибка положения, e = Y-X, ее нужно устремлять к 0. Вследствие имеющегося механизма управления, не быстрее, чем ~1/t.
Управляющее воздействие должно быть направлено на минимизацию ошибки положения

Y-X = -Z*t
-e = Z*t
Z = -e/t

В первом приближении, без учета подводных камней, ноги у регулятора должны расти отсюда.

 

Скорость поворота вала М связана с углом поворота валика регулятора. Не ускорение. Оговорился.

 

Не силен в теории. Думаю, потенциометр №2 тем более будет отставать от потенциометра №1 чем выше скорость управляющего поворота "рычага". Соответственно, чем больше разность между данными потенциометров, тем сильнее серва должна повернуть валик управляющего блока и скорость поворота вала М возрастет.
В этой задаче много архаичной механики, но условия именно такие.
Плюс, положение "0" валика блока управления может дрейфовать при температурных колебаниях и вал М начнет потихоньку проворачиваться в одну из сторон. Нужно, что бы контроллер обновлял нейтральное положение валика блока управления.
Вот такая задача.
А денег можно и побольше заплатить.

 

В доардуиновую эпоху многие узлы самолетов упралялись с помощью вот этих девайсов
http://ru.wikipedia.org/wiki/Сельсин

Индикаторный режим - ваше решение

 

Согласен, сельсины это стильно.
Но, возможно, возникнет необходимость в более сложной зависимости между управляющим импульсом и ответным движением. А в Ардуине это можно прописать.

 

В таком случае подойдите системно (как при решении задач на аналоговых вычислительных машинах).
В вашей системе есть все: возмущающее воздействие, обратная связь, управляющее воздействие и пр.
Опишите закон управления. Переложите его на язык Ардуины и задача будет решена вами же и самостоятельно.

 

Вот с законом управления вся загвоздка и состоит. Нужно решать задачу об оптимальном управлении с точки зрения каких-то определенных критериев. Выше я крайне примитивно изложил идею управления. В реальности в задаче сразу возникнут интегралы по времени, в которые будет входить функция управления. Это как-то нужно будет переписать в виде некоторого функционала и уже его потом минимизировать. Интегральный подход.

На дифференциальном уровне мы что пытаемся сделать: изменяя производную одной функции по времени ( Z(t)=dY/dt ) пытаемся сравнять две другие функции ( X(t)=Y(t) ), что можно сделать бесконечным количеством способов. Из всех возможный способов нужно выбрать оптимальный, например, по критерию времени выравнивания, т.е. опять возвращаемся к интегральному подходу. А там еще получится, что Y(t) это вообще интеграл, в который кроме Z(t) еще войдут какие-то коэффициенты или функции, характеризующие свойства реального механизма - трение и момент инерции вала и т.д. и т.п., зависимость таких величин от скорости вращения и времени...

Написать программу для ардуины это вообще самый последний и самый простой шаг. Главное - расписать модель управления.

 

С чего-то надо начинать. В идеале, хотелось бы добиться минимального отставания поворота мотора от рычага, а следовательно минимальной разницы в показаниях потенциометров.
Может быть, регулируя скорость поворота мотора отталкиваться от разницы в показаниях потенциометра №1 за единицу времени?

 

А если я начну перекладывать закон управления на язык Ардуины..боюсь, что конструкция будет неоправдано громоздкой. С моим-то опытом.

 

Существует бесконечное количество способов крутить регулятор оборотов, чтобы достичь равенства положений потенциометров 1 и 2, из них нужно выбирать оптимальный. Понятно, что самым быстрым способом согласования положений было бы мгновенное перемещение регулятора оборотов в крайнее положение на минимальное время. Но если учесть конечность скорости вращения ручки сервой и инерцию вала двигателя "М", то окажется, что вычислить не то что оптимальный, но и просто правильный способ кручения ручки регулятора не так просто.

Можно начать с измерения характеристик системы. Пусть ардуина через серву качает регулятор и измеряет реакцию системы через второй потенциометр, чтобы знать с какой скоростью и на какую величину система реагирует на конкретное управляющее воздействие. Про реальное положение рычага можно вообще забыть и просто в цикле перебрать возможные ошибки положения.

 

Адаптивный ПИД хорошо работает в таких случаях
Мне приходилось делать АРУЗ на цифровом ПИД. Очень даже хорошо регулировал после "обучения"

 

Хорошо. Покручу регулятор на разных углах отклонения. Попробую зафиксировать скорость реакции. До сих пор, я крутил серву от спектрумовского приемника через радио канал, вручную. Ардуину еще не подключал. А положение "0" выравнивал механически. Так было ..нагляднее.
Нужен какой-то скетч, что бы Ардуина поймала "0" регулятора и от него вертела серву. Не поможете, а то я чайник.

 

Ну отчего же в доандуриновскую эпоху... вот сельсины оптические-http://electroprivod.ru/selsins.htm

 

А вот еще замечательная штуковина) Инкрементальные энкодеры. Энкодеры используются в различных устройствах для получения информации о вращающемся объекте: скорости, направлении, положении.
Они выдают сигнал
Выходной сигнал:

Количество импульсов на оборот: 100, 200, 256, 360, 400, 500, 512, 1000, 1024
Я так думаю что для андурины в самый раз)