Puomin kärkiohjauksen toteuttaminen nivelkulmien estimoinnilla
Saarivuori, Antti (2018)
2018
Automaatiotekniikka
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2018-12-05
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201811192605
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201811192605
Tiivistelmä
Tässä työssä toteutettiin puomin kärkiohjaus uudella anturointiratkaisulla laajennuksena Technionin xCrane-ohjausjärjestelmään. Selvitettiin, onko kärkiohjaus mahdollista to-teuttaa IMU-antureilla sylinterin sisäisten asema-anturien sijaan. Kysymyksenä oli, onko IMU-antureilla mahdollista saada riittävän tarkka kulmamittaus sylinteripituuksien esti-mointiin. Kärkiohjauksessa tarvittava tieto puomin asennosta selvitetään sylinteripituuk-sien avulla.
Työssä kehitettiin CANOpen-tuki valituille antureille, tarvittava laskenta kulman mit-taustuloksista ja suodatus kohinaiselle mittaukselle. Toteutetut uudet ominaisuudet in-tegroitiin osaksi olemassa olevaa puomin kinematiikkalaskentaa ja venttiilien ohjausta. Tämä toteutettiin Codesys-ohjelmointiympäristössä. Ohjelmistoa testattiin kahdella ko-neella, kärrysovitteisella ajokoneella ja tuppisovitteisella hakkuukoneella.
Ensimmäisenä ohjelmistoa testattiin kärrysovitteisessa ajokoneessa. Kärjen liike saatiin seuraamaan ohjauspyyntöä tyydyttävästi ilman kulmamittauksen suodatusta. Puomissa esiintyi varsinkin kuormaa nostettaessa ei-toivottua heilahtelua, mutta kärryn tukijalat vakauttivat puomia riittävästi ajon aikana. Tuppisovitteisessa hakkuukoneessa ajon aika-na tapahtuvan koko koneen heilahtelun huomattiin olevan niin suurta, että kulmamit-taukselle piti kehittää suodatusmetodi sen vakauttamiseksi. Kohinainen kulmamittaus aiheutti virheellisestä kärjen aseman laskennasta johtuvan pienten korjausliikkeiden sar-jan, mikä aiheutti puolestaan voimistuvaa heilahtelua. Tämän havainnon jälkeen kulma-mittaus suodatettiin Kalman-suotimella, joka paransi kulmamittauksen tarkkuutta huo-mattavasti.
Molemmissa testikoneissa kärjen liike saatiin seuraamaan ohjauspyyntöä hyvin. Kärjen liikkeiden toistettavuus oli myös hyvä, millä tarkoitetaan puomin käyttäytymistä odote-tulla tavalla kaikissa tilanteissa. Molemmista testikoneista saatii eliminoitua suuri osa oh-jauksen heilahtelusta, mikä paransi puomin ajotuntumaa.
Työssä kehitettiin CANOpen-tuki valituille antureille, tarvittava laskenta kulman mit-taustuloksista ja suodatus kohinaiselle mittaukselle. Toteutetut uudet ominaisuudet in-tegroitiin osaksi olemassa olevaa puomin kinematiikkalaskentaa ja venttiilien ohjausta. Tämä toteutettiin Codesys-ohjelmointiympäristössä. Ohjelmistoa testattiin kahdella ko-neella, kärrysovitteisella ajokoneella ja tuppisovitteisella hakkuukoneella.
Ensimmäisenä ohjelmistoa testattiin kärrysovitteisessa ajokoneessa. Kärjen liike saatiin seuraamaan ohjauspyyntöä tyydyttävästi ilman kulmamittauksen suodatusta. Puomissa esiintyi varsinkin kuormaa nostettaessa ei-toivottua heilahtelua, mutta kärryn tukijalat vakauttivat puomia riittävästi ajon aikana. Tuppisovitteisessa hakkuukoneessa ajon aika-na tapahtuvan koko koneen heilahtelun huomattiin olevan niin suurta, että kulmamit-taukselle piti kehittää suodatusmetodi sen vakauttamiseksi. Kohinainen kulmamittaus aiheutti virheellisestä kärjen aseman laskennasta johtuvan pienten korjausliikkeiden sar-jan, mikä aiheutti puolestaan voimistuvaa heilahtelua. Tämän havainnon jälkeen kulma-mittaus suodatettiin Kalman-suotimella, joka paransi kulmamittauksen tarkkuutta huo-mattavasti.
Molemmissa testikoneissa kärjen liike saatiin seuraamaan ohjauspyyntöä hyvin. Kärjen liikkeiden toistettavuus oli myös hyvä, millä tarkoitetaan puomin käyttäytymistä odote-tulla tavalla kaikissa tilanteissa. Molemmista testikoneista saatii eliminoitua suuri osa oh-jauksen heilahtelusta, mikä paransi puomin ajotuntumaa.