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Questa tesi tratta di esperimenti di controllo effettuati mediante l’utilizzo del  sensore giroscopio dell’Hi-Technic e dei prodotti della linea LEGO Mindstorms.  Si è costruito e si sono studiate le caratteristiche di un Legway, che da un punto  di vista fisico può essere modellato come un pendolo inverso con due ruote.L’  obbiettivo prefissato è quello di progettare un controllore, che riesca a far stare in  equilibrio il Legway, ricorrendo al linguaggio di programmazione  MATLAB/Simulink e ai toolbox Real-Time Workshop, Real-TimeWorkshop  Embedded Coder, Embedded Coder Robot e Virtual Reality Toolbox.

 

 

 

La  complessità di questo software è compensata dalle enormi potenzialità che offre  per lo sviluppo di un modello complesso e per la sua analisi. Infatti dopo aver  modellato il Legway si sono potuti modificare, con estrema velocità e semplicità, i  sensori utilizzati per il controllo del sistema fisico scelto. Sono stati realizzati tre  Legway diversi: uno con il giroscopio e con il sensore ad ultrasuoni, un altro con  il sensore ad ultrasuoni e con quello di luce e un terzo con due sensori di luce ed  uno ad ultrasuoni. Grazie all’utilizzo del Bluetooth sono stati raccolti i dati  ottenuti durante le simulazioni e questo ci ha consentito di modificare, in modo  empirico, alcuni parametri all’interno degli schemi a blocchi costruiti.

 

 

Utilizzando  il toolbox Virtual Reality si è ottenuta una visualizzazione 3-D del modello  creato capace di muoversi in un mondo di realtà virtuale, senza ricorrere  all’implementazione fisica.  L’esperienza fatta su questo modello piuttosto semplice è stata molto utile perché  ci ha permesso di familiarizzare con il Model-Based Design e con i toolbox di  MathWorks che insieme costituiscono una tecnica affermata per sistemi di  controllo embedded anche molto complessi. Questa tecnica viene anche utilizzata  per il controllo di satelliti, di velivoli e di altre applicazioni aereospaziali, per  processi di controllo e per macchinari industriali.

La tesi è strutturata come segue: 

  • Capitolo 2: si descrivono i dispositivi hardware disponibili e si fa una  valutazione dei possibili software da utilizzare. Poi si espongono le  caratteristiche del Model-Based Design, dell’ ambiente Matlab/ Simulink  e dei toolbox utilizzati.
  • Capitolo 3: si analizza la struttura del Legway, il suo modello, la tecnica  di controllo impiegata, gli schemi a blocchi utilizzati e le modifiche  necessarie per passare da un Legway ad un altro che possiede dei sensori  diversi.
  • Capitolo 4: si riportano i risultati sperimentali ottenuti.
E’ possibile scaricare la tesi in formato PDF – [ 5,40 Mb]