|
|
Segway driver parameter estimation and its use for optimizing the control algorithm
Dobossy, Barnabás ; Zouhar, František (oponent) ; Brablc, Martin (vedoucí práce)
This thesis deals with development, verification and implementation of an adaptive control system on a two-wheeled self-balancing vehicle that based on the driver's parameters alters its behaviour. The parameters are not obtained by direct measurement but estimated based on the evolution of state variables and the system's response. The estimated parameters include driver's mass and height of his or her centre of gravity. The goal of this thesis is to verify the idea of an adaptation of the system's dynamical properties to different users while ensuring better stability. This thesis is the continuation of earlier projects finished in 2011 and 2015.
|
|
|
Konstrukce a výroba výukového modelu "Vrtulník se dvěma rotory"
Zouhar, František ; Šolc, František (oponent) ; Grepl, Robert (vedoucí práce)
Práce se zabývá návrhem a stavbou výukového modelu "Vrtulník se dvěma rotory". První část práce je věnována konstrukční stránce. Jsou určeny funkční požadavky a je vytvořen soubor možných variant řešení. Z nich je následně vybrána jedna, která je podrobněji rozpracována pomocí 3D CAD systému a fyzicky vyrobena. Je rozpracována rozvaha volby materiálů s ohledem na maximální dosažitelný tah motorů a navrženo centrální uložení modelu tak, aby se mohl pohybovat ve 3 osách. Druhá část se věnuje návrhu a konstrukci potřebné výkonové elektroniky, včetně její realizace. Je vybrána vhodná senzorika, způsob řízení otáček motorů a napájení, podle kterých vznikla deska plošných spojů, fungující jako interface mezi PC (kartou MF624) a vrtulníkem. V závěrečné části je proveden odhad parametrů modelu a vytvořeno PID řízení pohybu dílčích os. Postup odhadu paramerů je detailně rozebrán, jsou zmíněna jednotlivá úskalí a vyhodnoceny naměřené hodnoty. PID řízení je provedeno postupně, s ohledem na složitost řízení každé z os. Je zde uvedena problematika zašumění signálu a jeho vliv na řízení.
|
|
|
Návrh konstrukce, řízení a elektroniky pro nestabilní balancující vozidlo
Zouhar, František ; Krejčí, Petr (oponent) ; Grepl, Robert (vedoucí práce)
Práce se zabývá návrhem konstrukce, řízení a elektroniky pro nestabilní balancující vozidlo. První část práce se zabývá stanovením požadavků na funkci a následným návrhem a výrobou konstrukce v závislosti na stanovených požadavcích a to včetně 3D modelu a výkresové dokumentace. Druhá část práce je věnována tvorbě simulačních modelů vozidla pomocí Lagrangeových rovnic II. druhu a SimMechanics. Dále je v této části proveden návrh PID a LQR řízení včetně zhodnocení výhod a nevýhod jednotlivých regulátorů pro danou aplikaci. Poslední část je věnována tvorbě elektroniky nutné pro provoz vozidla. Jedná se převážně o elektroniku výkonovou (H-můstek, nabíječka baterií, spínaný zdroj "palubního" napětí). Jsou zde obsaženy jak potřebné výpočty, tak kompletní návrh DPS a popis firmwaru pro dané zařízení.
|
|
|
Design of a fault-tolerant control system for a self-balancing two-wheel vehicle
Matějásko, Michal ; Zouhar, František (oponent) ; Grepl, Robert (vedoucí práce)
This thesis deals with the design of a new fault-tolerant control system for a self-balancing two-wheel vehicle of the Segway type. The original vehicle system is subject to a risk analysis of its components. Based on the results, new safety measures are suggested for the system. A new control system topology is designed, consisting of two independent control units, redundant sensors and a voter. Software for the control units integrating fault-detection algorithms and a control outputs switching mechanism has been developed. Two mathematical models of different complexities for the vehicle are presented and then used in HIL testing of the new control system. The whole design of the system was done using Rapid Control Prototyping tools.
|
|
|
Segway driver parameter estimation and its use for optimizing the control algorithm
Dobossy, Barnabás ; Zouhar, František (oponent) ; Brablc, Martin (vedoucí práce)
This thesis deals with development, verification and implementation of an adaptive control system on a two-wheeled self-balancing vehicle that based on the driver's parameters alters its behaviour. The parameters are not obtained by direct measurement but estimated based on the evolution of state variables and the system's response. The estimated parameters include driver's mass and height of his or her centre of gravity. The goal of this thesis is to verify the idea of an adaptation of the system's dynamical properties to different users while ensuring better stability. This thesis is the continuation of earlier projects finished in 2011 and 2015.
|
|
|
Design of a fault-tolerant control system for a self-balancing two-wheel vehicle
Matějásko, Michal ; Zouhar, František (oponent) ; Grepl, Robert (vedoucí práce)
This thesis deals with the design of a new fault-tolerant control system for a self-balancing two-wheel vehicle of the Segway type. The original vehicle system is subject to a risk analysis of its components. Based on the results, new safety measures are suggested for the system. A new control system topology is designed, consisting of two independent control units, redundant sensors and a voter. Software for the control units integrating fault-detection algorithms and a control outputs switching mechanism has been developed. Two mathematical models of different complexities for the vehicle are presented and then used in HIL testing of the new control system. The whole design of the system was done using Rapid Control Prototyping tools.
|
|
|
Návrh konstrukce, řízení a elektroniky pro nestabilní balancující vozidlo
Zouhar, František ; Krejčí, Petr (oponent) ; Grepl, Robert (vedoucí práce)
Práce se zabývá návrhem konstrukce, řízení a elektroniky pro nestabilní balancující vozidlo. První část práce se zabývá stanovením požadavků na funkci a následným návrhem a výrobou konstrukce v závislosti na stanovených požadavcích a to včetně 3D modelu a výkresové dokumentace. Druhá část práce je věnována tvorbě simulačních modelů vozidla pomocí Lagrangeových rovnic II. druhu a SimMechanics. Dále je v této části proveden návrh PID a LQR řízení včetně zhodnocení výhod a nevýhod jednotlivých regulátorů pro danou aplikaci. Poslední část je věnována tvorbě elektroniky nutné pro provoz vozidla. Jedná se převážně o elektroniku výkonovou (H-můstek, nabíječka baterií, spínaný zdroj "palubního" napětí). Jsou zde obsaženy jak potřebné výpočty, tak kompletní návrh DPS a popis firmwaru pro dané zařízení.
|
|
|
Konstrukce a výroba výukového modelu "Vrtulník se dvěma rotory"
Zouhar, František ; Šolc, František (oponent) ; Grepl, Robert (vedoucí práce)
Práce se zabývá návrhem a stavbou výukového modelu "Vrtulník se dvěma rotory". První část práce je věnována konstrukční stránce. Jsou určeny funkční požadavky a je vytvořen soubor možných variant řešení. Z nich je následně vybrána jedna, která je podrobněji rozpracována pomocí 3D CAD systému a fyzicky vyrobena. Je rozpracována rozvaha volby materiálů s ohledem na maximální dosažitelný tah motorů a navrženo centrální uložení modelu tak, aby se mohl pohybovat ve 3 osách. Druhá část se věnuje návrhu a konstrukci potřebné výkonové elektroniky, včetně její realizace. Je vybrána vhodná senzorika, způsob řízení otáček motorů a napájení, podle kterých vznikla deska plošných spojů, fungující jako interface mezi PC (kartou MF624) a vrtulníkem. V závěrečné části je proveden odhad parametrů modelu a vytvořeno PID řízení pohybu dílčích os. Postup odhadu paramerů je detailně rozebrán, jsou zmíněna jednotlivá úskalí a vyhodnoceny naměřené hodnoty. PID řízení je provedeno postupně, s ohledem na složitost řízení každé z os. Je zde uvedena problematika zašumění signálu a jeho vliv na řízení.
|
host ::
RSS.