กลับหัวขึ้น แต่ในเชิงวิชาการ จุดสมดุล
ถูกนิยามให้เป็นจุดที่ถ้าลูกตุ้มเริ่มต้นที่ทจุดนี้แล้ว
จะอยู่ที่จุดนี้ตลอดไป
ดังนั้น ลูกตุ้มแบบกลับหัว
จึงเป็นจุดสมดุลจุดหนึ่งเช่นเดียวกับห้อยหัว
เพราะถ้าเราเริ่มต้นวางให้กลับหัวนิ่งๆ
โดยไม่มีแรงภายนอกมากระทำหรือรบกวน มันก็จะหัวตั้งอย่างนั้นตลอดไป
ลูกตุ้มนาฬิกาโดยทั่วไป ชอบห้อยหัวลงมากกว่าแบบกลับหัว!! เพราะ?
"...จุดสมดุลแบบห้อยหัวลง เป็นจุดสมดุลที_มีเสถียรภาพ นั้นคือ
ถ้าเราเขี่ยให้ลูกตุ้มแกว่งไปจากจุดสมดุล
มันก็จะกลับมาที่จุดนี้อยู่ดีไม่ต้องมีแรงภายนอกมาช่วย..."
เมื่อลูกตุ้มนาฬิกาไม่รักดี ไม่อยากอยู่ ณ จุดสมดุลที่มีเสถียรภาพ
(ซึ่งควรจะอยู่) แต่อยากไปอยู่ ณ จุดสมดุลที่ไม่มีเสถียรภาพ
(ซึ่งอยู่ยาก) จึงจำเป็นต้องใช้พลังงานภายนอกไปช่วยกระตุ้น
ด้วยจังหวะและวิธีการที่เหมาะสมอยู่ตลอดเวลา
ด้วยเหตุนี้จึงเป็นที่มาของ โครงงานวิศวกรรม Inverted Pendulum
ของ "ประกาศิต อุดมธนะธีระ" นักศึกษาสาขาวิชาวิศวกรรมเมคคาทรอนิกส์
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร เปิดเผยว่า
การรักษาเสถียรภาพของลูกตุ้มที่สภาวะ กลับหัวจะคล้ายๆ
กับหลักการเลี้ยงไม้บนมือเพื่อรักษาสมดุล
ของไม้ไม่ให้ล้ม
"สำหรับ โครงงานนี้จึงเป็นการออกแบบระบบควบคุมลูกตุ้มนาฬิกาไม่รักดี
ด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์หรือหมายถึงการที่ลูกตุ้มห้อยหัวลง
ตัวควบคุมจะกระตุ้นให้รถเคลื่อนที่ไปมา
เพื่อให้ลูกตุ้มแกว่งขึ้นจนกระทั่งขึ้นไปอยู่ในสภาวะกลับหัว
หลังจากนั้นตัวควบคุมจะทำ การขับเคลื่อนรถไปมา
เพื่อทำการเลี้ยงไม่ให้ลูกตุ้มกลับมายังตำแหน่งห้อยหัว
และพยายามเลี้ยงลูกตุ้มให้อยู่ ณ สภาวะกลับหัวให้นิ่งที่สุด
(ตั้งฉากกับพื้นระนาบ)"
สำหรับโครงงานนี้ใช้โพเทนติโอมิเตอร์ (Potentiometer:
ตัวต้านทานปรับค่าได้) ในการวัดตำแหน่งของตัวรถ และใช้เอ็นโค๊ดเดอร์ (แบบ
Incremental Encoders) ในการวัดมุมของลูกตุ้ม และประมวลผลด้วย
ไมโครคอนโทรลเลอร์ เบอร์ dSPIC30F4011
ด้วยวิธีการและขั้นตอนที่เขียนด้วยภาษาซี
"สำหรับ หลักการควบคุมลูกตุ้มหัวกลับ (Inverted Pendulum)
ได้ถูกนำไปประยุกต์ใช้อย่างแพร่หลาย ในการออกแบบระบบควบคุม
ระบบที่ไม่มีเสถียรภาพ ให้เป็นระบบที่มีเสถียรภาพ เช่น
การควบคุมการทรงตัวเสกเวย์ (Segway: รถไฟฟ้ า 2 ล้อ)
การควบคุมจรวดขึ้นสู่อวกาศ การควบคุมการทรงตัวของหุ่นยนต์คล้ายมนุษย์
เป็นต้น
จากที่ได้ยกตัวอย่างมา จะเห็นได้ชัดเจนเลยว่า
ระบบจะไม่สามารถทำงานได้เลย ถ้าหากปราศจากการควบคุม
ชีวิตที่ปราศจากการควบคุมย่อมขึ้นสู่ที่สูงไม่ได้" ประกาศิต เจ้าของผลงาน
กล่าวทิ้งท้าย
http://www.manager.co.th/Campus/ViewNews.aspx?NewsID=9520000099161
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น