Vest

“Feedback” sistem s pametnim osiščem uravnovesi navpično lego nihala. (YouTube, 1:55)

Nihalo iz videa je delo študenta s švedskega inštituta LTH in ga sestavljata toga lahna prečka in krajna utež. Sistem dopolnjuje osišče, pritrjeno na voziček, ki ga po vodilu sem ter tja premeteno šiba motorček, pri čemer pazi na naklon prečke. Navpična lega nihala je labilna in nihalo samo v njej ne more ostati. O tem že nekaj vemo, saj poznamo igro z obrnjeno metlo in lovljenjem ravnotežja na konici prsta. Majhna motnja in metla pade, če ne premaknemo roke.

Spodnja leva risanka kaže nihanje enakih nihal: modrega z malo energije, nihajočega okoli ravnovesne depresije, in rdečega, ki nabere ravno dovolj momenta, da se navija naokrog. A v navpični legi ne more ostati. Desna risanka kaže spreminjanje potencialne energije; nihali težita k lokalnemu minimumu.

Inženirji so z razumevanjem tega načrtovali napredni žerjav, ki v pristanišču dvigne tovor z ladje in ga nese k skladišču, pri čemer se na tiru premika tako, da tovor visi ves čas navpično in da ne niha. Če žerjav sunkovito spremeni hitrost, hoče tovor zanihati, a ga žerjav prehiti: požene se v isti smeri in tovor umiri. To zabavno koristi enoosno dvokolo Segway z avtomatičnim ohranjanjem ravnotežja in s katerim se eni že dalj časa prevažajo tudi pri nas; na primer Jonas, ki je 2.5.2005 povedal: “Pravkar enega ubodel in sem vesel ko majhen otrok.”

Sami lahko držimo nihalo pokonci z znanjem srednje težke matematika, ne da bi bili vešči bolj zapletene elektronike in kontrolnih algoritmov. Osišče naj sinusno niha gor in dol s pravšnjo amplitudo in frekvenco kot v risanki levo. (Z delčki zapisa smo razširili članek Inverted pendulum - Wikipedia.)

-