Documentation: Texto pronto (falta revisão)

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2023-10-08 19:36:13 -03:00
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\chapter{Conclusão}
\par Foi desenvolvido um firmware capaz de ser portado para os três modelos de robô citados no capítulo \ref{chap:intro}, incluindo a otimização do controle PID para o robô de desenvolvimento.
\par Foram também desenvolvidas lógicas para detecção e correção de deslizamentos, testadas no robô de desenvolvimento com uma das rodas modificada para diminuição do coeficiente de atrito, o que evidencia a perda de direção provocada pelo deslizamento.
\section{Próximos passos}
\subsection{Integração ao robô do CTEx}
\par A integração ao robô do CTEx pode ser feita utilizando-se o mesmo firmware do robô de desenvolvimento, tendo em vista que ambos utilizam o mesmo microcontrolador, apenas adaptando para os diferentes pinos do microcontrolador que os componentes estão conectados. Além disso, deve-se repetir os passos tomados para a calibração das constantes do controle PID e da detecção de deslizamento.
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\par Para que a detecção e a correção dos deslizamentos também seja possível em casos de arrancadas e frenagens em curvas, é necessário adaptar os cálculos para um problema bidimensional, onde deve ser considerada a aceleração angular do movimento, não apenas a tangente.
\subsection{Integração ao robô da SSL (solução tridimensional)}
\par Para integrar o projeto ao robô da SSL é necessário fazer adaptações no firmware, tendo em vista que o robô da SSL utiliza um microcontrolador de modelo diferente, porém do mesmo fabricante e da mesma família. Além disso, como o robô da SSL movimenta-se com rodas omnidirecionais, será necessário também adaptar os cálculos da dinâmica e da comparação, sendo necessário considerar também a aceleração normal do movimento, não só a angular e a tangente.
\par Para integrar o projeto ao robô da SSL é necessário fazer adaptações no firmware, tendo em vista que o robô da SSL utiliza um microcontrolador de modelo diferente, porém do mesmo fabricante e da mesma família. Além disso, como o robô da SSL movimenta-se com rodas omnidirecionais, será necessário também adaptar os cálculos da dinâmica e da comparação, sendo necessário considerar também a aceleração normal do movimento, não só a angular e a tangente.
\subsection{Melhorias nos filtros}
\par Os filtros passa-baixa aplicados às leituras do IMU e do encoder provocaram atrasos diferentes nas medições, o que levou a alguns falsos positivos na detecção do deslizamento. Uma possível melhoria é uma melhor implementação dos filtros que faça com que eles tenham atrasos semelhantes e, preferencialmente, menores do que os atuais.
\subsection{Implementação standalone no robô}
\par Atualmente, A detecção e a correção do deslizamento estão implementados no programa de LabVIEW, executado no computador. A implementação das lógicas de detecção e correção, incluindo seus filtros, no robô, pode trazer reações mais rápidas do robô ao deslizamento, o que pode melhorar ainda mais os resultados das medidas corretivas.

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\par Nos experimentos dos gráficos \ref{fig:acc0.5}, \ref{fig:acc0.7} e \ref{fig:acc1.0} houveram deslizamentos. Tais deslizamentos podem ser vistos pelas diferenças entre os gráficos de aceleração das rodas, medidas pelo encoder, e do chassi, medidas pelo IMU. Pode-se observar que para os três experimentos a aceleração do chassi não passou de um valor limite, em torno de $3m/s^2$ e $4m/s^2$, determinado pela máxima força de atrito entre as rodas e o chão. Enquanto isso, os gráficos de aceleração das rodas chegaram a valores maiores, limitados apenas pela força máxima do motor, que é maior do que o máximo do atrito.
\par Desta forma, a fim de compensar pelas imprecisões dos sensores e aplicar correção apenas aos deslizamentos mais severos, pode-se decidir por tomar as medidas corretivas caso a diferença entre as acelerações da roda e do chassi supere $5m/s^2$.
\section{Correção do deslizamento}
\section{Correção do deslizamento}
\par Nos testes realizados com o robô modificado da figura \ref{fig:roboMod}, a correção aplicada apresentou resultados satisfatórios, evidenciados quando os coeficientes de atrito das duas rodas do robô de desenvolvimento são diferentes. No caso da figura \ref{fig:acc1.0}, sem aplicação de correção o desvio da trajetória chegou a 30º, enquanto com a correção o desvio ficou em até 5º.
\begin{figure}[!ht]
\centering
\includegraphics[width=0.75\textwidth]{img/RoboMod.jpg}
\caption{Robô modificado para coeficientes de atrito diferentes}
\label{fig:roboMod}
\end{figure}

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@@ -14,7 +14,7 @@
\begin{figure}[!ht]
\centering
\includegraphics[width=0.5\textwidth]{img/placeholder.png}
\includegraphics[width=0.75\textwidth]{img/BluePill.jpg}
\caption{Placa \textit{BluePill} com STM32F103C8T6}
\label{fig:BluePill}
\end{figure}
@@ -61,7 +61,7 @@ ADCs & 2 (10 canais)
\begin{figure}[!ht]
\centering
\includegraphics[width=\textwidth]{img/placeholder.png}
\includegraphics[width=\textwidth]{img/STM32Cube.png}
\caption{Interface do STM32Cube}
\label{fig:STM32Cube}
\end{figure}
@@ -196,4 +196,5 @@ ADCs & 2 (10 canais)
\section{Identificação do deslizamento}
\par Tendo o robô com controlador PID calibrado, o primeiro passo para resolver os problemas de deslizamento é identificar as condições que levam a deslizamento. Após extensas observações, foi decidido utilizar uma verificação comparando-se a aceleração das rodas, medida pela segunda derivada da posição dos encoders, com a aceleração do chassi do robô, medida pelo sensor acelerômetro do IMU. Sendo assim, considera-se que há deslizamento quando a diferença entre as acelerações é maior do que um certo valor limite. Caso o deslizamento seja identificado, podem ser adotadas as medidas corretivas.
\section{Correção do deslizamento}
\section{Correção do deslizamento}
\par A solução corretiva adotada foi desabilitar o motor nos casos de deslizamento. Desabilitando o motor, seu torque será zerado e, portanto, o único torque aplicado sobre a roda será aquele realizado pela força de atrito. Assim, a roda voltará a ter aderência com o chão e o deslizamento será corrigido.