Construction and control of unstable mobile robot chassis

Cílem této diplomové práce je navrhnout a zkonstruovat autonomního dvoukolového balančního robota. Tento typ robota pro jeho přirozenou nestabilitu je vhodný pro testování řídicích a stabilizačních algoritmů. Navržený řídicí systém pro nestabilní podvozek balančního robota je realizován diskrétní řídicí jednotkou, akčními členy a inerciální měřící jednotkou složenou z akcelerometru a gyroskopu. Na fyzickém modelu robota byl otestován řídicí a stabilizační algoritmus a bylo dosaženo pozitivních výsledků. Takto navrhnutý systém nabízí řadu uplatnění pro budoucí rozvoj v této problematice.The aim of the diploma thesis is to design and construct a two-wheeled autonomous balancing robot. Due to natural instability this type of robot is suitable for testing stability and control algorithms. The proposed control system for an unstable chassis of a balancing robot is realized by a discrete control unit, actuators and an inertial measurement unit consisting of an accelerometer and a gyroscope. The physical model of the robot was tested by stabilization a control algorithm, and positive results were achieved. This proposed system offers many applications for future development in this area.Katedra řízení procesůHlavním cílem diplomové práce byl návrh, realizace a řízení nestabilního podvozku mobilního robotu. Cílem řízení podvozku robotu byla stabilizace polohy těla robotu ve vzpřímené poloze a eliminiace poruch vedoucích k destabilizaci této polohy. Následným úkolem bylo umožnění pohybu podvozku robotu po příslušné, předem zvolené trajektorii. Diplomant prokázal správnost svého řešení zkušebním, testovacím, provozem realizovaného zařízení, kdy otestoval jak správnost návrhu jednotlivých funkčních bloků systému, tak i funkci kompletního konstrukčního řešení jako celku, včetně realizovaného software použitého jednočipového mikropočítače. Cíl práce byl splněn, diplomant prokázal schopnost úspěšně samostatně řešit zadaný úkol