Odwrócone wahadło --- symulacje i sterowanie (praca magisterska)
HTML-код
- Опубликовано: 14 окт 2024
- Filmik przedstawia realizację układu doświadczalnego pracy magisterskiej pana Bartosza Butlera pt. "Uczenie maszynowe w sterowaniu wahadłem odwróconym pojedynczym i podwójnym: symulacje komputerowe i projekt mechanicznego układu testowego" (promotor dr Cezary Walczyk). Gratulujemy magistrowi B. Butlerowi świetnej obrony i oceny bdb na dyplomie!
Głównym celem pracy magisterskiej było zbadanie możliwości zastosowania algorytmów uczenia maszynowego do sterowania układem wahadła odwróconego. W ramach pracy została przedstawiona analiza dynamiki układu z wahadłem pojedynczym oraz podwójnym. Przygotowano także środowisko symulacyjne pozwalające na przetestowanie zaimplementowanych metod uczenia maszynowego.
Pierwsza część pracy to wspomniane wyżej symulacje komputerowe układu wraz z ich wizualizacją (wykorzystano python i bibliotek pygame). Uczenie maszynowe zostało zaprogramowane własnymi kodami (także w pythonie). Jako algorytm ewolucyjny wykorzystano sieć neuronową o strukturze 5-ciu węzłów wejściowych, 2 warstw ukrytych (z odpowiednio 32 i 16 węzłami) oraz jednowarstwową warstwą wyjściową. Druga część pracy to budowa układu eksperymentalnego - gdzie można było sprawdzić wyszkolone modele w akcji (ustawienie wahadła do pionu, jego stabilizacja a także stabilizacja pod wpływem zewnętrznych impulsów - "przeszkadzajek"). Wykorzystano projektowanie CAD i druk 3D, a do sterowania elektroniką Arduino UNO z enkoderami magnetycznymi AS5600 (12-to bitowy) i multiplekserem I2C TCA9548A. Zastosowano silniki krokowe ze sterownikiem MSK TB67S109. Ramę zbudowano z profilu aluminiowego C-BEAM (1 metr) z wózkiem V-Slot Gantry Plate (plus wspomniane wyżej własne wydruki 3D), natomiast napęd przenoszony jest przez pasek zębaty 3GT.
Praca magisterska zawiera analizę modelu fizycznego (odwrócone wahadło pojedyncze i podwójne), implementację symulacji układu w komputerze i realizację w postaci zbudowania funkcjonalnego układu pokazowego. Pan Bartek Butler jako absolwent specjalności Fizyka Gier Komputerowych i Robotów (gry.fizyka.uwb....) wykorzystał swoje umiejętności ze studiów 1-szego stopnia w pracy magisterskiej - GRATULUJEMY! Zachęcamy do studiowania u nas (fizyka.uwb.edu...!
Wow, nie znam się w ogóle na takich rzeczach ale wygląda imponująco
Zakładam że w główce (na górze) jest jakiś żyroskop z przekaźnikiem? Czy może czujniki gdzieś w podstawie?
Dziękujemy za pochwałę pracy studenta. Użyty czujnik to enkoder magnetyczny, który jest umieszczony na wózku w podstawie. Przy okazji - drugi taki czujnik umieszczony jest w główce - ale tylko jako przyszłościowe rozwiązanie, aby dodać drugie ramię do konstrukcji i badać tzw. podwójne wahadło. Dziękujemy za zainteresowanie.
! nice
Ambitny Student
Nie wiem co to i na co ale fajne toto
jeden z etapów do zniszczenia ludzkości.
Krótkie wyjaśnienie: wahadło odwrócone = weź kijek i postaw na dłoni, a potem tak manewruj, aby nie spadł. Ręka będzie poruszać się głównie płaszczyźnie (w lewo/prawo, przód/tył - czyli w 2D, bo raczej nie będziesz podnosić ręki do góry/dołu aby ustabilizować kijek). Tutaj jest robot ze sztuczną inteligencją (wyszkolony symulacją komputerową), który właśnie to robi (dla uproszczenia w 1D, czyli ruch "ręki" ograniczony jest do poruszania się na szynie). Pozdrawiamy!