|
|
Robot Control in Terms of Hamiltonian Mechanics
Záda, V. ; Belda, Květoslav
The paper deals with a mathematical modeling of robot motion and control. Instead of frequently used Lagrangian formulation of robot dynamics, this paper presents robot dynamics by Hamiltonian formulation. This formulation leads to different physical descriptive quantities considered for control design. In the paper, as a comparative control approach, PD control with gravity compensation is considered. The control approach considering Hamiltonian formulation is demonstrated for simplicity on two-mass robot-arm system. However, the explained modeling approach is general and it can be applied, e.g., to usual industrial articulated robots-manipulators with multiple degrees of freedom.
|
|
|
Distributed Wireless Mechatronic System Operated from MATLAB-Simulink Environment
Belda, Květoslav ; Rychnovský, V. ; Píša, P.
The paper deals with a realization of control of distributed mechatronic system operated from MATLAB-Simulink environment. The mechatronic system serves as a laboratory model of simple manipulation system. The communication within the system is provided by wireless ZigBee protocol through a coordination unit. This unit is connected via serial interface to the control computer, where appropriate Simulink model runs. The paper addresses briefly individual physical components of the system (units, passive and active or executive elements etc.), specific blocks of used Simulink model and demonstrates the system behavior on several examples.
|
|
|
Self Fine Tuning of LQ Control With Fixed Model
Belda, Květoslav
Setup of suitable weight control parameters and their tuning with respect to topical controlled system behavior is a principal issue of every control design. This contribution roposes the efficient way for setup and tuning of the control parameters of LQ controllers automatically by evaluation of a controlled system response in comparison with a mathematical model following from a physical substance of that system. The controlled systems are considered as stochastic, which corresponds to a stochastic nature of real-life applications. In this paper, there will be explained general assumptions and conditions for the implementation of the proposed way. The theoretical results will be discussed and illustrated by several examples.
|
|
|
O časové parametrizaci uživatelských požadavků v mechatronice
Belda, Květoslav
Časová parametrizace uživatelských požadavků (požadavky na průběh dráhy, polohy atd.) je jedna ze základních přípravných operací před spuštěním reálného řízení jakéhokoliv mechatronického systému. Hlavním úkolem je generování referenčních vstupů, tj. žádané, požadované hodnoty s příslušným časováním použitého řídicího systému. Obecně samotná časová parametrizace představuje generování časové posloupnosti referenčních hodnot podle určitého předem definovaného determistického algoritmu, kde tato časová posloupnost interpoluje počáteční parametry vyplývající z požadavků uživatele. Článek se zabývá optimálně hladkými časovými parametrizacemi určenými pro mechatronické systémy zvláště pro obráběcí robotické aplikace.
|
|
|
Plně pravděpodobnostní návrh řízení pro gaussovské stochastické systémy
Belda, Květoslav ; Tesař, Ludvík
Řízení stochastických systémů je obecně formulováno jako minimalizace očekávané hodnoty vhodně zvolené ztrátové funkce vstupů, vystupů a žádaného chování systému s ohledem na zpetnovazební strategie řízení. Standardní strategie (např. lineární kvadratické gaussovské řízení) vybírají řídicí zásahy tak, že vedou chování uzavřené smyčky co nejblíže k požadovanému chování s použitím očekávaných a požadovaných hodnot. Obecnější přístup uvažuje komplexní infomaci o chování stochastického systému pomocí komplexního pravděpodobnostního popisu. Na tomoto přístupu je založen plně pravděpodobnostní návrh, který využívá pravděpodobnostní popis pro charakterizování uzavřené smyčky stochastického systému a jeho požadovaného chování. Tento článek shrnuje základní principy plně plravdepodobnostního návrhu a jeho praktické použití pro řízení gaussovských stochastických systémů.
|
|
|
Prediktivní řízení s přibližně zadaným referenčním signálem
Belda, Květoslav
Článek pojednává o dvou specifických modifikacích prediktivního řízení, jež se vyrovnávají s přibližně zadaným referenčním signálem. Obě modifikace spočívají v odlišném definování požadavků (referenčních signálů) na chování systému. První modifikace uvažuje pouze povolené rozsahy (limity) požadovaného referenčního signálu. Druhá modifikace uvažuje pouze počáteční a koncový stav systému (polohy) a výstupy systému mohou nabývat hodnot z celého pracovního prostoru (oboru). V takovýchto případech není požadovaný referenční signál striktně zadán, ale vyplývá z návrhu řízení. Popisované modifikace mohou řešit např. manipulační operace nebo stabilizaci výstupního signálu v nějakém povoleném rozsahu. Výklad obou modifikací je dokumentován několika příklady.
|
|
|
Prediktivní řízení pro mechatronické laboratorní modely
Belda, Květoslav
Příspěvek pojednává o návrhu diskrétního adaptivního modelově orientovaného prediktivního řízení pro jednoduché mechatronické systémy. Jednoduché mechatronické systémy jsou uvažovány jako systémy s jedním vstupem a výstupem nebo systémy s nízkým počtem vstupů a výstupů. Avšak metody adaptace a modelově orientovaného řízení nejsou obecně limitovány touto podmínkou. V příspěvku je představena kombinace průběžné identifikace a zobecněného prediktivního řízení. Identifikace je založena na nejmenších čtvercích. Prediktivní řízení vychází ze stavové formulace. Tato myšlenka je aplikována na ARX modely, které reprezentují vstupně výstupní formulaci. Prezentované algoritmy jsou odvozeny ve výpočetně výhodné odmocninové formě a jejich správnost je dokumentována testy na laboratorních modelech.
|
|
|
Prediktivní řízení s časově proměnnými stavovými modely.
Belda, Květoslav ; Böhm, Josef
Článek je zaměřen na prediktivní řízení pro časově proměnné stavové modely jak s jedním vstupem a výstupem tak i s výce vstupy a výstupy, obzvláště na identifikaci/sestavení modelů, dále na uvážení nelinerit soustav v predikčních rovnicích a v odhadu stavů. Algoritmy jsou prezentovány v vypočetně efektivních odmocninových formách a demonstrovány několika simulačními příklady s jednoduchými lineárními soustavami s jedním vstupem a výstupem a jedním nelineární soustavou reprezenovanou viceroměrovým modelem rovinného redundantního paralelního robota.
|
|
|
Prediktivní řízení aplikované na rovinné paralelní roboty
Belda, Květoslav ; Böhm, Josef ; Valášek, M.
Návrh vhodného řízení je základem pro nasazování paralelních robotů. Společně s příslušným řízením jsou paralelní roboty slibnou cestou ke zlepšení přesnosti a rychlosti průmyslových obráběcích strojů. Tento článek pojednává o návrhu a výsledcích jednoho řídicího přístupu reprezentovaného prediktivním řízením v plných hodnotách. Je zde vysvětlen algoritmus diferenční linearizace použitých, prvotně nelineárních modelů, které jsou převedeny do diskrétní stavové formy.
|
|
| |
host ::
RSS.