اتو ربات میکرو سویچ

درعلم روباتیک با ساختارهای مکانیکی به عنوان سیستم هایی که مایل به کنترل آنها هستیم سروکار داریم. سیستم های مکانیکی هرچند بسیار متنوع هستند، اما اصول تقریباً مشابهی برای کنترل آنها وجود دارد. برای درک و کنترل سیستم های پیچیده لازم است ارتباط میان ورودی و خروجیهای سیستم را استخراج کنیم و مدل ریاضی آن را به دست آوریم. سیستم ها اغلب طبیعت دینامیک دارند و معادلات توصیف کننده ی آنها اغلب معادلات دیفرانسیل هستند. در سیستم های تحت کنترل ورودیهای ناخواسته و مزاحم که موجب انحراف سیستم از شرایط مطلوب می گردند اغتشاش نامیده می شوند. اغتشاشات ممکن است از طریق ورودی و به همراه سیگنال مرجع، و یا از قسمت های دیگر وارد مجموعه شوند. در علم کنترل هدف اجرای تدابیر خاص به گونه ای است که علی رغم اغتشاشات موجود، عملکرد سیستم تنها از سیگنال مرجع پیروی کند. برای این منظور سیستم های کنترلی متفاوتی طراحی شده اند.
کنترل PID:
یک کنترلر تناسبی-مشتقی-انتگرالی که به شیوه ای مشترک برای کنترل روبات ها استفاده میشود. دانستن تئوری PID کمک زیادی به طراحی هرچه بهتر برای روبات شما خواهد.
سیستم های کنترل به دو دسته ی حلقه باز (بدون فیدبک) و حلقه بسته (با فیدبک) تقسیم می شوند. در سیستم حلقه باز سیگنال مرجع به ورودی سیستم اعمال می شود و بخش کنترلر بر اساس آن یک سیگنال خروجی تولید می کند. در مقابل در سیستم حلقه بسته یک عنصر اندازه گیر از حالت کنونی سیستم (خروجی) نمونه برداری می کند و نتیجه را به صورت یک سیگنال فیدبک به جمع کننده اعمال می کند.
در شکل زیر یک کنترل حلقه بسته ساده را مشاهده می کنید:


همچنین اینجا باید با چند عبارت جدید آشنا بشیم:
خطا یا error: خطا مقداری است که روبات شما یک کار را درست انجام نمی دهد. به طور مثال روبات با سرعت 10cm/s حرکت می کند و چیزی که شما از روبات می خواهید سرعت 8cm/s می باشد،در اینجا مقدار خطای سیستم 10-8=2cm/s می باشد.  سیستم کنترلی در صورت نبود هیچ خطایی کاری نمی تواند انجام دهد! 

کنترلرهای تناسبی (P) :
اگر سیگنال خروجی علاوه بر علامت سیگنال خطا از اندازه ی خطا نیز متأثر باشد یک کنترلر تناسبی خواهیم داشت که متناسب با سیگنال خطا عمل می کند.

کنترلر مشتقی (D) :
سیگنال خروجی این کنترلر متأثر از تغییرات خطاست (در دوره ی زمانی)، به طور مثال: خطا قبلاً C بوده و اکنون D می باشد، و زمان t گذشته است، پس مشتق می شود. (C-D)/t.
برای مشخص کردن مقدار زمان گذشته، میتوان از تایمر میکرو استفاده کرد.

کنترلر انتگرالی (I) :
در کنترلر انتگرالی سیگنال خروجی کنترلر در هر لحظه متناسب است با انتگرال خطا تا آن لحظه. به طور مثال: در زمان t1 خطا A و در زمان t2 خطا B و در زمان t3 خطا C می باشد. انتگرال آن A/t1 + B/t2 + C/t3 میباشد.

خب حالا ما اگه بخوایم اول محاسبات ریاضی رو انجام بدیم و بعد طراحی و ساخت روبو رو انجام بدیم کار خیلی سختیه جون حتی بعضی از موارد و واقعیت ها رو نمیشه مدلسازی ریاضی کرد. پس بهترین راه برای ما اینه که اول روبات رو بسازیم و بعد از امتحان کردنشون از اونا استفاده کنیم. (ثابت های کنترلرها)

ادامشو هرچه سریعتر میذارم...
البته ادامش توضیح بعضی از کدهاس که واقعاً ساده نوشته شده و چیزی هم نداره...
منابعی که ازشون استفاده کرده و می کنم: