|
|
Modelování a analýza laboratorního modelu rotačního inverzního kyvadla
Nedvědický, Pavel ; Bastl, Michal (oponent) ; Brablc, Martin (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá modelováním, identifikací a řízením rotačního inverzního kyvadla. Soustava byla matematicky popsána a byl vytvořen model v prostředí Matlab/Simulink, jehož parametry byly odhadnuty pomocí nástroje Parameter Estimation Toolbox implementovaného v Matlabu. Následuje část věnující se rozboru a aplikaci swing up metod, konkrétně momentového skoku, energetické metody a PD metody. Zvláštní důraz byl kladen na tvorbu pěti modelů tření, které zohledňují měnící se hodnotu třecího momentu v průběhu rotace ramene. Jeden z nich je model dynamický, byl zvolen Reset Integrator. Identifikované modely byly testovány jako kompenzace a byla ověřena jejich funkčnost. K řízení bylo využito stavového řízení se stavovým pozorovatelem. Koeficienty se naladily LQR metodou. Veškeré poznatky byly na závěr aplikovány při výsledném řízení modelu, čímž se ověřila jejich kvalita.
|
|
|
Řízení inverzního kyvadla
Daněk, Petr ; Němec, Zdeněk (oponent) ; Marada, Tomáš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá řízením inverzního kyvadla. Jsou popsány druhy inverzních kyvadel, použitá výkonová elektronika, senzorika a jejich propojení s řídící kartou MF624 a externím hardwarem. Dále je popsána identifikace parametrů včetně sestavení vlastního algoritmu pro identifikaci viskózního tření v rotační vazbě kyvadla. Pro identifikaci momentů setrvačnosti je využito 3D CAD modelů, kde práce popisuje také využití těchto modelů pro VRML vizualizaci. V práci je též popsáno sestavení dynamického modelu pomocí Matlab-Simulink a toolboxu Simscape-Multibody. Zmíněný model je dále využit při návrhu regulátoru pomocí LQR a jeho simulačním testování. Regulátor je doplněn Swing-up algoritmem, bezpečnostními prvky a je navrženo rozhraní pro řízení pomocí karty MF624. Řízení je testováno na reálné sestavě inverzního kyvadla a implementováno na externí hardware.
|
|
|
Optimalizace stavového regulátoru pro řízení DC motoru na FPGA
Maliszewski, Michal ; Kovář, Jiří (oponent) ; Andrš, Ondřej (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá optimalizací stavové regulace DC motoru na FPGA s využitím programu LabVIEW a platformy NI cRIO. V první části je v prostředí Matlab/Simulink odvozen stavový model daného DC motoru, pro který je proveden návrh zpětnovazební regulace polohy s integrátorem na vstupu a stavovým pozorovatelem s kompenzací poru-chy metodou LQR. Práce pokračuje převedením regulátoru do prostředí LabVIEW, kde je kód upraven pro použití na FPGA. Dále je aplikace optimalizována s důrazem na vyu-žití hardwarových prostředků FPGA, kdy je nezbytná zejména práce s datovým typem fixed-point. Po úspěšné kompilaci a spuštění na cílovém hardwaru je připojen reálný motor a je provedena série testů. Výstupem práce je funkční stavový regulátor na FPGA a uživatelské rozhraní na real-time kontroléru cRIO, které uživateli umožňuje daný DC motor řídit a ukládat důležitá data na disk.
|
|
|
Optimalizace v řízení dynamických systémů
Daniel, Martin ; Václavek, Pavel (oponent) ; Pohl, Lukáš (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá využitím lineárních maticových nerovností (LMI) v řízení dynamických soustav. Pomocí LMI můžeme definovat stabilitu systému. Definováním LMI můžeme zkoumat zda jsou póly systému v zadaných oblastech, umístěných v levé polorovině komplexní roviny. LMI můžeme také použít pro stavovou zpětnou vazbu s nulovou ustálenou odchylkou na výstupu soustavy od žádané hodnoty. V práci je popsán návrh regulátoru minimalizujícího normu ze vstupu na výstup systému. Dále je zde popsán návrh LQ regulátoru s použitím LMI. Na závěr práce jsou uvedeny dva příklady návrhu LQ regulátoru, který minimalizuje normu ze vstupu na výstup systému a který přesune póly systému do daných oblastí v komplexní rovině. V prvním případě se LMI použijí pro návrh spojitého LQ regulátoru. Ve druhém případně navrhujeme diskrétní LQ pomocí LMI.
|
|
|
Návrh a řízení samobalancujícího robotu
Jiruška, Jiří ; Pohl, Lukáš (oponent) ; Blaha, Petr (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá kompletním návrhem a výrobou autonomního dvoukolového samobalan-cujícího robotu. Cílem práce je stabilizace robotu ve vzpřímené poloze a sledování namalované černé čáry na podlaze jejím snímáním pomocí kamery. Robot je řízen pomocí Raspberry Pi a je poháněn stejnosměrnými motory. Součástí práce je návrh a realizace hardwarové i softwarové části. Robot byl následně modelován v prostředí Matlab/Simulink a na základě modelu byl navržen LQR a PID regulátor.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.