Original title: Stabilizace makroskopické částice v optické pasti
Translated title: Stabilization of macroscopic particle in optical trap
Authors: Mlynář, Vojtěch ; Matěj, Zdeněk (referee) ; Brablc, Martin (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2022
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [eng] [cze]
Cílem této práce je implementace a otestování algoritmů pro zpětnovazební stabilizaci částice v optické pasti. Tyto algoritmy jsou implementovány v programovatelném hradlovém poli Red Pitaya STEMlab 125-14 s využitím automatického generování kódu z modelů v programu Simulink. V práci je popsán fyzikální základ řízeného systému, jeho návaznost na teorii Kálmánova filtru, detaily implementovaných algoritmů v FPGA a procedury využité pro odhad parametrů. Implementované algoritmy byly úspěšně otestovány na reálné sestavě a výsledky jsou ukázány v závěru práce. This thesis deals with the implementation and evaluation of the feedback stabilization algorithms for a particle in an optical trap. The algorithms are implemented in a field-programmable gate array Red Pitaya STEMlab 125-14 leveraging HDL code autogeneration from Simulink models. Theoretical background is laid out to highlight the connection of underlying physics to the Kalman filter theory, together with the details of FPGA implementation and parameter estimation. The implemented algorithms were successfully tested in a real experimental setup, and the results are presented in the last chapter.
Keywords: fotonika; FPGA; Kálmánův filtr; LQR; odhad parametrů; optická past; optická pinzeta; Red Pitaya; Stochastický systém; zpětnovazební chlazení; zpětnovazební stabilizace; feedback cooling; feedback stabilization; FPGA; Kalman filter; LQR; optical trap; optical tweezers; parameter estimation; photonics; Red Pitaya; Stochastic system

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/207165

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-575157


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses