AlphaBot Linienverfolgungsssensor - Versionsgeschichte

Ulrich Schneider: /* Teil 3: PD Regelung */

2023-05-01T16:45:02Z

Teil 3: PD Regelung

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Zeile 38:		Zeile 38:
	===Teil 3: PD Regelung===		===Teil 3: PD Regelung===

	Aus Teil 2 können wir die Position der schwarzen Linie ablesen. Sie sollten sicherstellen, dass sich die schwarze Linie immer unter dem Auto befindet, so dass das Auto entlang der schwarzen Linie fahren kann. Der Ausgangswert nach dem Gewichtsmittelungsprozess sollte also bei 2000 gehalten werden. Hier setzen wir die ~~PID~~-Regelung ein, damit der Fahrkorb gleichmäßig fährt. Über den ~~PID~~-Algorithmus können Sie im Internet leicht eine Menge Informationen erhalten. Hier haben wir nur eine kurze Beschreibung dazu.		Aus Teil 2 können wir die Position der schwarzen Linie ablesen. Sie sollten sicherstellen, dass sich die schwarze Linie immer unter dem Auto befindet, so dass das Auto entlang der schwarzen Linie fahren kann. Der Ausgangswert nach dem Gewichtsmittelungsprozess sollte also bei 2000 gehalten werden. Hier setzen wir die PD-Regelung ein, damit der Fahrkorb gleichmäßig fährt. Über den PD-Algorithmus können Sie im Internet leicht eine Menge Informationen erhalten. Hier haben wir nur eine kurze Beschreibung dazu.

	Die PID-Regelung kann den Fehler mit drei Faktoren rückkoppeln und regeln: Proportional (P~~), Integral (I~~), Differenzial (D). Im Folgenden wird der ~~PID~~-Algorithmus beschrieben. <br>		Die PID-Regelung kann den Fehler mit drei Faktoren rückkoppeln und regeln: Proportional (P), Differenzial (D). Im Folgenden wird der PD-Algorithmus beschrieben. <br>

	~~'''In diesem~~ Beispiel ~~ist ein Teil des Codes~~ für ~~den PID~~ Regler ~~dargestellt. Es fehlt die zeitliche Komponente der Regelung. Diese muss bei dem I und dem D Anteil hinzugefügt werden. <br>'''~~		Quelltext 1: Beispiel für einen zeitdiskreten PD-Regler
	~~'''Tipp: millis()'''<br>~~		<code type="C">
	<code type="v">
	SOLL_WERT = 2000;		SOLL_WERT = 2000;
	e = SOLL_WERT - IstWert; % Regelabweichung e		e = SOLL_WERT - IstWert; % Regelabweichung e

Ulrich Schneider: /* Teil 3: PD Regelung */

2023-05-01T16:42:49Z

Teil 3: PD Regelung

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Zeile 44:		Zeile 44:
	'''In diesem Beispiel ist ein Teil des Codes für den PID Regler dargestellt. Es fehlt die zeitliche Komponente der Regelung. Diese muss bei dem I und dem D Anteil hinzugefügt werden. <br>'''		'''In diesem Beispiel ist ein Teil des Codes für den PID Regler dargestellt. Es fehlt die zeitliche Komponente der Regelung. Diese muss bei dem I und dem D Anteil hinzugefügt werden. <br>'''
	'''Tipp: millis()'''<br>		'''Tipp: millis()'''<br>
	<~~div style~~="~~width:1200px; height:300px; overflow:auto; border: 2px solid #088~~">		<code type="v">
	~~<pre~~>
	SOLL_WERT = 2000;		SOLL_WERT = 2000;
	e = SOLL_WERT - IstWert; % Regelabweichung e		e = SOLL_WERT - IstWert; % Regelabweichung e
Zeile 54:		Zeile 53:
	last_t = t;		last_t = t;
	Stellgroesse = Kp* proportional + Kd * derivative; % Ergebnis des Reglers		Stellgroesse = Kp* proportional + Kd * derivative; % Ergebnis des Reglers
	</~~pre>~~		</code>
	~~</div~~>

	Im Idealfall ist der gewichtete Mittelwert 2000, d. h. die schwarze Linie wird in der Mitte gehalten. Der Proportionalwert ist das Ergebnis aus aktueller Position (Position) minus Zielposition (2000). Es ist der Positionsfehler, wobei eine positive Zahl bedeutet, dass sich der Fahrkorb rechts von der schwarzen Linie befindet, und eine negative Zahl bedeutet, dass sich der Fahrkorb links von der schwarzen Linie befindet.<br>		Im Idealfall ist der gewichtete Mittelwert 2000, d. h. die schwarze Linie wird in der Mitte gehalten. Der Proportionalwert ist das Ergebnis aus aktueller Position (Position) minus Zielposition (2000). Es ist der Positionsfehler, wobei eine positive Zahl bedeutet, dass sich der Fahrkorb rechts von der schwarzen Linie befindet, und eine negative Zahl bedeutet, dass sich der Fahrkorb links von der schwarzen Linie befindet.<br>

Ulrich Schneider: /* Teil 3: PID Regelung */

2023-05-01T16:42:01Z

Teil 3: PID Regelung

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Zeile 36:		Zeile 36:
	Für eine genauere Erkennung haben wir einige Anforderungen an die Höhe des Moduls und die Breite der schwarzen Linie. Die Breite der schwarzen Linie sollte gleich oder kleiner sein als der Abstand zweier Sensoren (16 mm). Die richtige Höhe des Moduls ist so, dass, wenn sich die schwarze Linie in der Mitte von zwei Sensoren befindet, beide Sensoren die schwarze Linie erkennen können.		Für eine genauere Erkennung haben wir einige Anforderungen an die Höhe des Moduls und die Breite der schwarzen Linie. Die Breite der schwarzen Linie sollte gleich oder kleiner sein als der Abstand zweier Sensoren (16 mm). Die richtige Höhe des Moduls ist so, dass, wenn sich die schwarze Linie in der Mitte von zwei Sensoren befindet, beide Sensoren die schwarze Linie erkennen können.

	===Teil 3: ~~PID~~ Regelung===		===Teil 3: PD Regelung===

	Aus Teil 2 können wir die Position der schwarzen Linie ablesen. Sie sollten sicherstellen, dass sich die schwarze Linie immer unter dem Auto befindet, so dass das Auto entlang der schwarzen Linie fahren kann. Der Ausgangswert nach dem Gewichtsmittelungsprozess sollte also bei 2000 gehalten werden. Hier setzen wir die PID-Regelung ein, damit der Fahrkorb gleichmäßig fährt. Über den PID-Algorithmus können Sie im Internet leicht eine Menge Informationen erhalten. Hier haben wir nur eine kurze Beschreibung dazu.		Aus Teil 2 können wir die Position der schwarzen Linie ablesen. Sie sollten sicherstellen, dass sich die schwarze Linie immer unter dem Auto befindet, so dass das Auto entlang der schwarzen Linie fahren kann. Der Ausgangswert nach dem Gewichtsmittelungsprozess sollte also bei 2000 gehalten werden. Hier setzen wir die PID-Regelung ein, damit der Fahrkorb gleichmäßig fährt. Über den PID-Algorithmus können Sie im Internet leicht eine Menge Informationen erhalten. Hier haben wir nur eine kurze Beschreibung dazu.
Zeile 51:		Zeile 51:
	proportional = e; % Proportionalanteil		proportional = e; % Proportionalanteil
	derivative = (e - last_e)/dt; % Ableitung		derivative = (e - last_e)/dt; % Ableitung
	~~integral += e * dt; % Integration~~
	last_e = e;		last_e = e;
	last_t = t;		last_t = t;
	Stellgroesse = Kp* proportional ~~+ Ki* integral~~ + Kd * derivative; % Ergebnis des Reglers		Stellgroesse = Kp* proportional + Kd * derivative; % Ergebnis des Reglers
	</pre>		</pre>
	</div>		</div>

Ulrich Schneider: /* Teil 3: PID Regelung */

2023-05-01T16:41:05Z

Teil 3: PID Regelung

← Nächstältere Version		Version vom 1. Mai 2023, 18:41 Uhr
Zeile 44:		Zeile 44:
	'''In diesem Beispiel ist ein Teil des Codes für den PID Regler dargestellt. Es fehlt die zeitliche Komponente der Regelung. Diese muss bei dem I und dem D Anteil hinzugefügt werden. <br>'''		'''In diesem Beispiel ist ein Teil des Codes für den PID Regler dargestellt. Es fehlt die zeitliche Komponente der Regelung. Diese muss bei dem I und dem D Anteil hinzugefügt werden. <br>'''
	'''Tipp: millis()'''<br>		'''Tipp: millis()'''<br>
			<div style="width:1200px; height:300px; overflow:auto; border: 2px solid #088">
			<pre>
	SOLL_WERT = 2000;		SOLL_WERT = 2000;
	e = SOLL_WERT - IstWert; % Regelabweichung e		e = SOLL_WERT - IstWert; % Regelabweichung e
Zeile 54:		Zeile 55:
	last_t = t;		last_t = t;
	Stellgroesse = Kp* proportional + Ki* integral + Kd * derivative; % Ergebnis des Reglers		Stellgroesse = Kp* proportional + Ki* integral + Kd * derivative; % Ergebnis des Reglers
			</pre>
			</div>

	Im Idealfall ist der gewichtete Mittelwert 2000, d. h. die schwarze Linie wird in der Mitte gehalten. Der Proportionalwert ist das Ergebnis aus aktueller Position (Position) minus Zielposition (2000). Es ist der Positionsfehler, wobei eine positive Zahl bedeutet, dass sich der Fahrkorb rechts von der schwarzen Linie befindet, und eine negative Zahl bedeutet, dass sich der Fahrkorb links von der schwarzen Linie befindet.<br>		Im Idealfall ist der gewichtete Mittelwert 2000, d. h. die schwarze Linie wird in der Mitte gehalten. Der Proportionalwert ist das Ergebnis aus aktueller Position (Position) minus Zielposition (2000). Es ist der Positionsfehler, wobei eine positive Zahl bedeutet, dass sich der Fahrkorb rechts von der schwarzen Linie befindet, und eine negative Zahl bedeutet, dass sich der Fahrkorb links von der schwarzen Linie befindet.<br>

Ulrich Schneider: /* Teil 2: Gewichteter Mittelwert */

2023-05-01T16:39:41Z

Teil 2: Gewichteter Mittelwert

← Nächstältere Version		Version vom 1. Mai 2023, 18:39 Uhr
Zeile 28:		Zeile 28:
	Durch die Verwendung des Normalisierungsprozesses, um mit fünf Sätzen von Ausgabedaten umzugehen, erhalten wir fünf Sätze von Daten über die Abstände zwischen den Sensoren und der schwarzen Linie. Dann sollten wir den gewichteten Durchschnitt verwenden, um diese Daten in einen Wert umzuwandeln, um die Mittellinie der Route mit der folgenden Formel zu bestimmen:		Durch die Verwendung des Normalisierungsprozesses, um mit fünf Sätzen von Ausgabedaten umzugehen, erhalten wir fünf Sätze von Daten über die Abstände zwischen den Sensoren und der schwarzen Linie. Dann sollten wir den gewichteten Durchschnitt verwenden, um diese Daten in einen Wert umzuwandeln, um die Mittellinie der Route mit der folgenden Formel zu bestimmen:

	<math> y = (0 * value0 + 1000 * value1 + 2000 * value2 + 3000 * value3 +4000 * value4) / (value0 + value1 + value2 + value3 + value4)</math>		<math> y = (0 \cdot value0 + 1000 \cdot value1 + 2000 \cdot value2 + 3000 \cdot value3 +4000 \cdot value4) / (value0 + value1 + value2 + value3 + value4)</math>

	Dabei sind 0, 1000, 2000, 3000, 4000 die Gewichte für die fünf Detektoren, jeweils von links nach rechts. Und Wert0-Wert4 sind die Daten mit Normalisierungsprozess.		Dabei sind 0, 1000, 2000, 3000, 4000 die Gewichte für die fünf Detektoren, jeweils von links nach rechts. Und Wert0-Wert4 sind die Daten mit Normalisierungsprozess.

Ulrich Schneider: /* Teil 2: Gewichteter Mittelwert */

2023-05-01T16:39:11Z

Teil 2: Gewichteter Mittelwert

← Nächstältere Version		Version vom 1. Mai 2023, 18:39 Uhr
Zeile 28:		Zeile 28:
	Durch die Verwendung des Normalisierungsprozesses, um mit fünf Sätzen von Ausgabedaten umzugehen, erhalten wir fünf Sätze von Daten über die Abstände zwischen den Sensoren und der schwarzen Linie. Dann sollten wir den gewichteten Durchschnitt verwenden, um diese Daten in einen Wert umzuwandeln, um die Mittellinie der Route mit der folgenden Formel zu bestimmen:		Durch die Verwendung des Normalisierungsprozesses, um mit fünf Sätzen von Ausgabedaten umzugehen, erhalten wir fünf Sätze von Daten über die Abstände zwischen den Sensoren und der schwarzen Linie. Dann sollten wir den gewichteten Durchschnitt verwenden, um diese Daten in einen Wert umzuwandeln, um die Mittellinie der Route mit der folgenden Formel zu bestimmen:

	y = (0 * value0 + 1000 * value1 + 2000 * value2 + 3000 * value3 +4000 * value4) / (value0 + value1 + value2 + value3 + value4)		<math> y = (0 * value0 + 1000 * value1 + 2000 * value2 + 3000 * value3 +4000 * value4) / (value0 + value1 + value2 + value3 + value4)</math>

	Dabei sind 0, 1000, 2000, 3000, 4000 die Gewichte für die fünf Detektoren, jeweils von links nach rechts. Und Wert0-Wert4 sind die Daten mit Normalisierungsprozess.		Dabei sind 0, 1000, 2000, 3000, 4000 die Gewichte für die fünf Detektoren, jeweils von links nach rechts. Und Wert0-Wert4 sind die Daten mit Normalisierungsprozess.

Ulrich Schneider: /* Teil 1: Kalibrierung */

2023-05-01T16:38:50Z

Teil 1: Kalibrierung

← Nächstältere Version		Version vom 1. Mai 2023, 18:38 Uhr
Zeile 16:		Zeile 16:
	<math>y = \frac{(x - Min)}{(Max - Min)}</math>		<math>y = \frac{(x - Min)}{(Max - Min)}</math>

	~~y = (x - Min) / (Max - Min)~~

	Dabei ist x der ursprüngliche Ausgangswert vom Sensor, y ist der transformierte Wert und Max und Min sind der maximale bzw. der minimale Ausgangswert.		Dabei ist x der ursprüngliche Ausgangswert vom Sensor, y ist der transformierte Wert und Max und Min sind der maximale bzw. der minimale Ausgangswert.

Zeile 23:		Zeile 21:

	<math> y = \frac{(x - Min) \cdot 1000}{(Max - Min)}</math>		<math> y = \frac{(x - Min) \cdot 1000}{(Max - Min)}</math>

	~~y = (x - Min) * 1000 / (Max - Min)~~

	Das Programm tastet die Werte der Sensoren 10x ab, um den richtigen Wert von Min und Max zu erhalten. Um die genauen Min- und Max-Werte zu erhalten, sollte das Fahrzeug während der Abtastung immer fahren.		Das Programm tastet die Werte der Sensoren 10x ab, um den richtigen Wert von Min und Max zu erhalten. Um die genauen Min- und Max-Werte zu erhalten, sollte das Fahrzeug während der Abtastung immer fahren.

Ulrich Schneider am 25. Mai 2022 um 11:09 Uhr

2022-05-25T11:09:39Z

← Nächstältere Version		Version vom 25. Mai 2022, 13:09 Uhr
Zeile 53:		Zeile 53:
	dt=(t-last_t); % Zykluszeit		dt=(t-last_t); % Zykluszeit
	proportional = e; % Proportionalanteil		proportional = e; % Proportionalanteil
	derivative = (e - last_e)/; % Ableitung		derivative = (e - last_e)/dt; % Ableitung
	integral += e * dt; % Integration		integral += e * dt; % Integration
	last_e = e;		last_e = e;

Ulrich Schneider: /* Betrieb */

2022-05-12T16:10:36Z

Betrieb

← Nächstältere Version		Version vom 12. Mai 2022, 18:10 Uhr
Zeile 115:		Zeile 115:
	\|CLK\|\| D13		\|CLK\|\| D13
	\|-align="left"		\|-align="left"
	\|ADDR\|\| D12 \|-align="left"		\|ADDR\|\| D12
	\|DOUT\|\| D11 \|-align="left"		\|-align="left"
	\|CS\|\| D10 \|-align="left"		\|DOUT\|\| D11
			\|-align="left"
			\|CS\|\| D10
			\|-align="left"
	\| GND\|\| GND		\| GND\|\| GND
	\|-align="left"		\|-align="left"

Ulrich Schneider: /* Betrieb */

2022-05-12T16:10:27Z

Betrieb

← Nächstältere Version		Version vom 12. Mai 2022, 18:10 Uhr
Zeile 113:		Zeile 113:
	! style="font-weight: bold;" \| Pin Arduino		! style="font-weight: bold;" \| Pin Arduino
	\|-align="left"		\|-align="left"
	\|CLK\|\| D13 \|-align="left"		\|CLK\|\| D13
			\|-align="left"
	\|ADDR\|\| D12 \|-align="left"		\|ADDR\|\| D12 \|-align="left"
	\|DOUT\|\| D11 \|-align="left"		\|DOUT\|\| D11 \|-align="left"

← Nächstältere Version		Version vom 12. Mai 2022, 18:10 Uhr
Zeile 113:		Zeile 113:
	! style="font-weight: bold;" \| Pin Arduino		! style="font-weight: bold;" \| Pin Arduino
	\|-align="left"		\|-align="left"
	\|CLK\|\| D13 \|-align="left"		\|CLK\|\| D13
			\|-align="left"
	\|ADDR\|\| D12 \|-align="left"		\|ADDR\|\| D12 \|-align="left"
	\|DOUT\|\| D11 \|-align="left"		\|DOUT\|\| D11 \|-align="left"