|
|
Návrh vestavěného systému pro řízení výukového modelu rotačního kyvadla
Jajtner, Jan ; Chalupa, Jan (oponent) ; Grepl, Robert (vedoucí práce)
Obsahem diplomové práce je návrh a realizace konstrukčních úprav stávajícího modelu rotačního inverzního kyvadla, implementace řídícího algoritmu do mikrokontorléru dsPIC a navazující návrh elektroniky periferií. Cílem konstrukčního řešení je rozšířit funkcionalitu stávajícího prototypu a spolu s využitím mikrokontroléru zajistit jeho kompaktní řešení. Výchozím bodem je odvození mechanických rovnic systému jak analyticky tak pomocí multi-body modelu založeného na matematickém formalismu prostředí SimMechanics, které slouží k návrhu stavového regulátoru stabilizujícího kyvadlo v inverzní poloze. V návaznosti na vytvořený matematický model jsou experimentálně identifikovány parametry soustavy. Vyvinut byl rovněž swing-up kontrolér uvádějící kyvadlo do inverzní polohy. Regulátor je doplněn o diskrétní stavový estimátor rychlostí, přičemž jsou v rámci práce srovnávány různé koncepce jejich odhadu. Posledním bod práce je věnován návrhu nadřazeného stavového automatu přepínajícího mezi jednotlivými módy regulace obsahujícího rovněž algoritmy detekce chybových provozních stavů.
|
|
|
Návrh a realizace demonstračního modelu dvojítého kyvadla
Slabý, Vít ; Brablc, Martin (oponent) ; Bastl, Michal (vedoucí práce)
Práce popisuje proces přestavby experimentálního modelu jednoduchého kyvadla na vozíku na kyvadlo dvojité. Je navržen řídicí algoritmus v prostředí MATLAB/Simulink pro stabilizaci kyvadla v inverzní poloze. Pro tento účel bylo implementováno LQR stavové zpětnovazební řízení. Dále byla navržena metoda pro vyšvihnutí kyvadla do inverzní polohy z klidu (swing-up). Pro řízení swing-upu byla použita metoda feedforward. V práci je ukázána funkčnost těchto algoritmů.
|
|
|
Stabilizace inverzního kyvadla
Maralík, Marek ; Veselý, Libor (oponent) ; Pohl, Lukáš (vedoucí práce)
Diplomová práce je věnována problematice uvedení kyvadla do vzpřímené polohy a jeho následné stabilizaci na reálné soustavě. Úvodní kapitola práce je věnována rešerši různých realizací inverzního kyvadla, využití principu laboratorní úlohy v průmyslu a výběru správné metody pro realizaci stabilizace. Reálný systém byl řádně identifikován a parametrizován. Matematický model inverzního kyvadla byl odvozen pomocí Lagrangeho metody druhého typu, nelineární systém byl převeden do stavového popisu a linearizován pro potřebu návrhu stavového regulátoru. V prostředí Matlab Simulink byla provedena simulace systému. Jako regulátor stabilizující ve vzpřímené poloze byl zvolen LQR regulátor. Pro filtraci signálu a odhad zbylých stavů byl navržen Kalmanův regulátor v diskrétní podobě. Pro uvedení kyvadla do vzpřímené polohy byla zvolena energetická metoda. Navržené metody byly otestovány a úspěšně implementovány v simulaci i na reálné soustavě.
|
|
| |
|
| |
|
|
Stabilizace inverzního kyvadla
Maralík, Marek ; Veselý, Libor (oponent) ; Pohl, Lukáš (vedoucí práce)
Diplomová práce je věnována problematice uvedení kyvadla do vzpřímené polohy a jeho následné stabilizaci na reálné soustavě. Úvodní kapitola práce je věnována rešerši různých realizací inverzního kyvadla, využití principu laboratorní úlohy v průmyslu a výběru správné metody pro realizaci stabilizace. Reálný systém byl řádně identifikován a parametrizován. Matematický model inverzního kyvadla byl odvozen pomocí Lagrangeho metody druhého typu, nelineární systém byl převeden do stavového popisu a linearizován pro potřebu návrhu stavového regulátoru. V prostředí Matlab Simulink byla provedena simulace systému. Jako regulátor stabilizující ve vzpřímené poloze byl zvolen LQR regulátor. Pro filtraci signálu a odhad zbylých stavů byl navržen Kalmanův regulátor v diskrétní podobě. Pro uvedení kyvadla do vzpřímené polohy byla zvolena energetická metoda. Navržené metody byly otestovány a úspěšně implementovány v simulaci i na reálné soustavě.
|
|
|
Návrh a realizace demonstračního modelu dvojítého kyvadla
Slabý, Vít ; Brablc, Martin (oponent) ; Bastl, Michal (vedoucí práce)
Práce popisuje proces přestavby experimentálního modelu jednoduchého kyvadla na vozíku na kyvadlo dvojité. Je navržen řídicí algoritmus v prostředí MATLAB/Simulink pro stabilizaci kyvadla v inverzní poloze. Pro tento účel bylo implementováno LQR stavové zpětnovazební řízení. Dále byla navržena metoda pro vyšvihnutí kyvadla do inverzní polohy z klidu (swing-up). Pro řízení swing-upu byla použita metoda feedforward. V práci je ukázána funkčnost těchto algoritmů.
|
|
|
Návrh vestavěného systému pro řízení výukového modelu rotačního kyvadla
Jajtner, Jan ; Chalupa, Jan (oponent) ; Grepl, Robert (vedoucí práce)
Obsahem diplomové práce je návrh a realizace konstrukčních úprav stávajícího modelu rotačního inverzního kyvadla, implementace řídícího algoritmu do mikrokontorléru dsPIC a navazující návrh elektroniky periferií. Cílem konstrukčního řešení je rozšířit funkcionalitu stávajícího prototypu a spolu s využitím mikrokontroléru zajistit jeho kompaktní řešení. Výchozím bodem je odvození mechanických rovnic systému jak analyticky tak pomocí multi-body modelu založeného na matematickém formalismu prostředí SimMechanics, které slouží k návrhu stavového regulátoru stabilizujícího kyvadlo v inverzní poloze. V návaznosti na vytvořený matematický model jsou experimentálně identifikovány parametry soustavy. Vyvinut byl rovněž swing-up kontrolér uvádějící kyvadlo do inverzní polohy. Regulátor je doplněn o diskrétní stavový estimátor rychlostí, přičemž jsou v rámci práce srovnávány různé koncepce jejich odhadu. Posledním bod práce je věnován návrhu nadřazeného stavového automatu přepínajícího mezi jednotlivými módy regulace obsahujícího rovněž algoritmy detekce chybových provozních stavů.
|
host ::
RSS.