Bicicleta controlada: uma questão de equilíbrio

Abstract

O presente trabalho propõe divulgar o estudo e a realização efetuada, de forma a obter um sistema composto por uma bicicleta, capaz de efetuar um passeio autónomo, em equilíbrio. Esta tese é constituída por uma apresentação dos componentes incluídos ao sistema inicial, onde figuram conceitos teóricos importantes à composição dos mesmos. É feita a descrição do modelo final relativamente ao sistema físico construído, onde este terá como objetivo a realização de uma viagem sem qualquer contacto físico com o utilizador, consistindo o sistema de equilíbrio na atuação exclusiva do guiador. A bicicleta é adaptada de forma a mover-se através da energia elétrica, implementando assim dois sistemas de controlo, equilíbrio e velocidade. O foco incide na criação de um sistema capaz de realizar o objetivo, para uma determinada velocidade. Os parâmetros reais da bicicleta foram medidos e utilizados para criar um ambiente de simulação da bicicleta em Simulink, onde vários controladores foram simulados antes da implementação no projeto de controlo da bicicleta física.

This current paper intends to reveal the study and the achievement made, in order to obtain a system composed of a bike, able to make, in balance, a separate walk. This thesis consist of a presentation of the components included in the initial system, which also comprise important theoretical concepts to their composition. The final model is described in relation to the physical system, where the final objective is to carry out a trip without any contact with an user, consisting in the exclusive operation of the handlebar to maintain the equilibrium. The bicycle is adapted to move through electric energy, thus implementing two systems of control, balance and speed. The focus is on creating a system capable of achieving the goal for a given speed. The actual bike parameters were measured and used to create a Simulink bike simulation environment where several controllers were simulated prior to implementation in the physical bike control project.