Essais dynamiques

25 janvier 2023

Voici nos essais qui datent de début janvier, avant que nous installions proprement la carte électronique. Ce qui est fonctionnel :

• L’asservissement des roues en vitesse grâce au retour des codeurs ;
• L’asservissement en position du robot grâce au retour des codeurs et du gyroscope ;
• Le suivi d’une trajectoire avec des profiles de vitesse suivant une accélération.

La première vidéo nous a permis de mesurer les effets de l’accélération sur l’erreur de position.

Voici nos résultats :

• 6 aller-retours de 70 cm à 0,5 m/s² en 32 s, dérive : 2,0 cm
• 6 aller-retours de 70 cm à 1,0 m/s² en 38 s, dérive : 5,5 cm
• 4 aller-retours de 70 cm à 1,5 m/s en 15 s (soit 27s pour 6 aller-retours), dérive : 9,0 cm

Ce qui nous incite à privilégier les accélérations lente en début de match et tenter une trajectoire vraiment rapide en fin de match si nécessaire.

Aller-retours avec accélération contrôlée (720p - 12,3 Mo).

La petite oscillation en fin de mouvement est certainement due à une courroie détendue.

Mais là, ce ne sont que des aller-retours. Or, un robot holonome, ça permet de faire des trajectoires plutôt cool, comme une translation circulaire, que voici :

Trajectroire circulaire avec accélération contrôlée (720p - 3,3 Mo).

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Codeurs et asservissement des moteurs

29 novembre 2022

Ce week-end, nous avons changé le châssis en medium 3 mm (cassé) par un châssis en contre plaqué de 5 mm. En démontant les moteurs nous en avons profité pour installer les codeurs à l’arrière des moteurs. En effet, nos moteurs sont équipés d’un axe arrière dédié à la fixation d’un codeur.

Axe arrière du moteur

C’est sur cet axe arrière que nous fixons notre codeur en kit.

Codeur en kit

Pour ceux qui ne connaissent pas trop le fonctionnement de la roue codeuse, il s’agit d’une petite diode qui va éclairer un disque strié. Un récepteur va détecter la variation de lumière due aux stries et ainsi compter le passage des stries. En ajoutant un léger décalage avec un second capteur, il est possible de déterminer le sens de rotation du disque. Quelques informations supplémentaire par ici.

Voici notre disque en détail, c’est quand même une jolie pièce !

Disque du codeur

Une fois l’ensemble tout remonté, nous revérifions que la lecture des codeurs et le pilotage des moteurs fonctionnent bien. Une petite surprise nous attendait sur le moteur 3, un court-circuit maintenait la broche PWM à la masse...

Bref, le robot était presque prêt à faire ses premiers tours de roue. Dernière étape avant un déplacement sommaire, l’asservissement des moteurs.

Asservissement des moteurs

Voici notre démarche pour régler notre asservissement. Notez qu’il s’agit d’un processus itératif et que nous nous arrêtons dès que le résultat nous semble correct. Nous ne sommes pas allés chercher l’optimisation !

Pour nos essais, nous fixons une consigne à 500 mm/s et un gain P arbitraire.

Réglage initial

L’oscillation montre un gain trop fort. Nous le divisons par 2.

Première réduction du gain

Observons la valeur finale, de 350 à 400 mm/s. Nous ajoutons un intégrateur pour améliorer la précision de l’asservissement.

Ajout de l’intégrateur

Nous sommes plus près de 500 mm/s, mais ça oscille énormément. Nous divisons par 10 le gain de l’intégrateur.

Diminution de l’intégrateur

Le début semble encore bien oscillant. Nous savons que la période de calcul influe grandement sur la stabilité d’un système. Nous la diminuons de 5 millisecondes à 1 milliseconde. Les résultats sont flagrants.

Réudction du pas de temps

La montée brusque suivie de l’atteinte de la valeur finale par une montée bien plus lente laisse supposer que notre gain proportionnel (P) est trop faible par rapport à notre gain d’intégration (I). Ayant gagné en stabilité en réduisant le pas de calcul, nous pouvons augmenter le gain P (en le doublant).

ré-augmentation du gain P

En conclusion, nous noterons que nous obtenons des résultats très corrects sans peaufiner les gains. Nos principaux ajustements ont été de multiplier ou diviser par 2, 5 ou 10 les gains.

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Dernière ligne droite pour Eurobot 2022 (France)

22 mai 2022

À J-3 des homologations, les journées ont été chargées.

La lecture des résistances carrés de fouille a été ajoutée à la stratégie générale. Nous avons un algorithme assez sympa dont nous sommes fiers. Le robot arrête de s’acharner sur les carrés de fouilles quand il lui reste juste assez de temps pour aller déposer la statuette (et rentrer à la case départ).

Une partie du dimanche a été consacrée à l’évitement de l’adversaire. Après analyse, nous avions 2 à 3 trajectoires sur lesquelles rencontrer un adversaire était très probable. Le but étant de ne pas bloquer le robot et perdre la majorité de nos points à cause d’un robot adverse planté. Pour ces trajectoires nous avons défini des solutions de replis qui se déclenchent en fonction du temps restant.

En voulant valider cette stratégie, nous découvrons la piètre fiabilité de notre détection. Surpris car nous utilisions un système similaire à celui des années précédentes, nous avions désactivé une fonction de maintient de la présence de l’obstacle. Nous considérons maintenant que la voie est libre si les capteurs annoncent 5 valeurs consécutives sans obstacles et les résultats sont flagrants !

Mise à jour de notre Todo List :

• Détection des résistances :
  • Conception et réalisation mécanique
  • Adaptation du câblage
  • Code du module
  • Intégration dans la stratégie
• Stratégie alternative en cas de robot bloqué
• Contrôler et adapter la position du robot lors de la dépose de la réplique, pour garantir qu’elle soit à 100% sur le socle à chaque fois.
• Faire les bagages !

Concernant la dépose de la réplique, nous ne faisons pas entièrement confiance à notre table de test et nous nous préparons à ajuster une trajectoire en fonction des résultats sur les tables officielles.

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Mesure des résistances et avancement général

17 mai 2022

Nous sommes le 17 mai 2022 qui se situe exactement en "J-pas beaucoup" et "J-pas assez".

Mise à jour de notre Todo List :

• Affichage du score
  • Fixer l’écran, le Raspberry Pi et le nouveau bouton On/Off
• Réaliser la cale pour positionner le robot en début de match
• Panneau de 70x100 mm à installer sur le robot
• Détection des résistances :
  • Conception et réalisation mécanique
  • Adaptation du câblage
  • Code du module
  • Intégration dans la stratégie
• Stratégie alternative en cas de robot bloqué
• Contrôler et adapter la position du robot lors de la dépose de la réplique, pour garantir qu’elle soit à 100% sur le socle à chaque fois.

Senseur pour résistance

La zone où mesurer la résistance n’est pas très grande, elle se situe sur un plan incliné et comme nous souhaitons être robuste aux variations de positionnement de notre robot, ceci nous pose des soucis.

Nous avons conçus une mécanique pas si simple, mais qui ne nécessite qu’une seul actionneur. Les essais montrerons que nous manquions d’un degré de liberté, ce qui nous amènera à installer un système à ressorts en plus de l’élastique. Voici l’idée, sur l’image ci-dessous, seul le bras bleu est actionné par le servomoteur :

Principe du "Senseur R"

Tout commence avec un profilé qui ressemble à une nervure d’aile d’avion : il nous faut une belle courbe :

Comme une aile d’avion

Ensuite nous montons ceci sur un mat, avec un axe et nous rajoutons le contact électrique. Ne trouvez-vous pas que ce fils de cuivre a un certain charme sur le bois ?

Le cuivre et le bois

Ce qui, une fois fini et câblé ressemble à ceci :

Senseur R monté

Nous pourrions dire qu’afin d’avoir le système le plus robuste possible, nous avons un élément de test le plus moche possible, mais ce ne serait pas 100% exact.

Élément de test - carré de fouille

Et pour conclure, une courte vidéo du système en action :

La vidéo est disponible en 720p ici (mp4 - 5,6 Mo).

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Préparer l’homologation (3)

24 mai 2014

 L’homologation dynamique

L’homologation dynamique permet aux arbitre d’évaluer le comportement du robot lors d’un match.

 Marquer un point

Ou plus précisément marquer plus de point que vous en offrez à l’adversaire. Si vous n’êtes pas tout à fait prêt, visez un point simple tel qu’un feu, une fresque ou un tir de lance sur le mammouth à coté de vous. Ne cherchez pas à sortir le grand jeu, une action, une seule peut vous offrir le précieux sésame.

 Éviter l’adversaire

Marquer un point n’est pas suffisant, encore faut-il que votre robot soit sans danger pour votre adversaire. Nous avons déjà eu affaire à des arbitres retors. Votre robot s’arrête devant l’obstacle, votre cher arbitre vous fait remarquer qu’il serait bien de ne pas rester planter là (il s’agissait d’une simple remarque, rien d’éliminatoire). L’année suivante, nous choisissons de reculer un peu si le robot détecte un obstacle. Évidemment, l’arbitre déplace le robot fictif et le met derrière notre robot... Nous avons du repasser l’homologation en corrigeant ce point !

Conclusion, n’oublier pas votre radar de recul !

 S’arrêter au bout de 90 secondes

Ce sont de longues secondes, mais les arbitres attendrons patiemment les 90 secondes pour s’assurer qu’à la fin du match votre robot reste immobile. Après le délais pour le tir du filet, il vérifieront probablement que tout vos actionneurs sont au repos. Coupez la commande des moteurs mais coupez aussi la consignes des servomoteurs !

Ils n’hésiterons pas à recommencer le test en plaçant un robot devant le votre au cours de match et à l’enlever après les 90 secondes. Évidemment votre robot ne doit pas repartir !

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