Riassunto analitico
L’attività presso Walvoil ha coinvolto l'analisi di un caso di studio riguardante un escavatore altamente elettrificato e dotato di avanzata sensoristica. Il progetto mirava a dotare la macchina di sistemi per assistere l'operatore durante lo scavo e il livellamento.
Lo studio sperimentale si è concentrato sull'implementazione di un algoritmo di controllo per la velocità dell'escavatore, basato sulle azioni dell'operatore tramite joystick. Inizialmente, sono state esaminate le equazioni cinematiche dell'escavatore attraverso la parametrizzazione di Denavit-Hartemberg, considerando la posizione dell'End Effector e i movimenti rispetto al terreno (Roll e Pitch).
Successivamente, sono stati identificati punti critici sull'escavatore e sono state create matrici per determinarne la posizione. Si è quindi proceduto a definire un'area di lavoro personalizzabile (Workspace) per testare l'algoritmo di controllo, con limiti per evitare ostacoli.
È stata sviluppata una logica di controllo che definisce le condizioni di pericolo, errore e sicurezza. La condizione di sicurezza permette il pieno controllo dell'operatore, mentre quella di errore limita i movimenti in determinate direzioni, lasciando all'operatore il compito di riportare l'escavatore in sicurezza. È stata anche implementata una condizione di avviso (Warning) per controllare la distanza dalla parete. L'algoritmo scelto, basato sui potenziali artificiali, è stato utilizzato per calcolare una curva di riduzione del comando in relazione alla distanza dalle pareti del Workspace. Questo approccio è stato adattato alle esigenze, permettendo la pianificazione del movimento in tempo reale. Le simulazioni e le funzioni sono state sviluppate in Matlab-Simulink, testate su un modello di escavatore su Simscape. Sono state condotte simulazioni "Process in the Loop" per valutare l'efficienza dell'algoritmo e convalidare lo studio sperimentale.
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Abstract
L’attività presso Walvoil ha coinvolto l'analisi di un caso di studio riguardante un escavatore altamente elettrificato e dotato di avanzata sensoristica. Il progetto mirava a dotare la macchina di sistemi per assistere l'operatore durante lo scavo e il livellamento.
Lo studio sperimentale si è concentrato sull'implementazione di un algoritmo di controllo per la velocità dell'escavatore, basato sulle azioni dell'operatore tramite joystick. Inizialmente, sono state esaminate le equazioni cinematiche dell'escavatore attraverso la parametrizzazione di Denavit-Hartemberg, considerando la posizione dell'End Effector e i movimenti rispetto al terreno (Roll e Pitch).
Successivamente, sono stati identificati punti critici sull'escavatore e sono state create matrici per determinarne la posizione. Si è quindi proceduto a definire un'area di lavoro personalizzabile (Workspace) per testare l'algoritmo di controllo, con limiti per evitare ostacoli.
È stata sviluppata una logica di controllo che definisce le condizioni di pericolo, errore e sicurezza. La condizione di sicurezza permette il pieno controllo dell'operatore, mentre quella di errore limita i movimenti in determinate direzioni, lasciando all'operatore il compito di riportare l'escavatore in sicurezza. È stata anche implementata una condizione di avviso (Warning) per controllare la distanza dalla parete. L'algoritmo scelto, basato sui potenziali artificiali, è stato utilizzato per calcolare una curva di riduzione del comando in relazione alla distanza dalle pareti del Workspace. Questo approccio è stato adattato alle esigenze, permettendo la pianificazione del movimento in tempo reale. Le simulazioni e le funzioni sono state sviluppate in Matlab-Simulink, testate su un modello di escavatore su Simscape. Sono state condotte simulazioni "Process in the Loop" per valutare l'efficienza dell'algoritmo e convalidare lo studio sperimentale.
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