Автоматизоване управління механічною системою з діагностування акселерометр

Abstract

Об’єкт дослідження: процес калібрування інерціальних вимірювальних модулів (IMU) шляхом відтворення програмованих еталонних траєкторій на двокоординатному електромеханічному XY-столі. Мета роботи: моделювання та синтез системи автоматичного керування 2-координатним XY-столом для калібрування IMU шляхом побудови математичної моделі електромеханічної осі, синтезу регуляторів методом розміщення полюсів та розробки апаратно-програмного комплексу на доступній елементній базі. Методи дослідження: Лінеаризація в околі робочої точки; синтез регуляторів методом розміщення полюсів; аналіз стійкості за критерієм Рауса–Гурвіца та якості перехідних процесів; комп’ютерне моделювання у середовищі MatLab; реалізація на мікроконтролерах ESP32 та серверному застосунку Python/Flask. Результати кваліфікаційної роботи: Синтезовано ПД-регулятори обох осей методом розміщення полюсів: підтверджено стійкість за критерієм Рауса–Гурвіца, перерегулювання не перевищує 10 %, статична похибка відсутня, точність позиціонування ±0,5 мм. Розроблено апаратно-програмний комплекс: контролер кроковими двигунами (ESP32/DRV8825, сумісний з GRBL), модуль зчитування MPU6050 з алгоритмом ESKF/ZUPT та веб-застосунок Flask з генерацією траєкторій і алгоритмом обрізання Ліанга–Барскі.