|
|
Modern Flight Control System Design and Evaluation
Vlk, Jan ; Holzapfel, Florian (referee) ; Rzucidlo, Pawel (referee) ; Mathan, Santosh (referee) ; Chudý, Peter (advisor)
Tato práce je zaměřena na výzkum moderních metod automatického řízení letu a jejich ověření s ohledem na současný stav poznání a budoucí využití bezpilotních letadlových systémů. Práce představuje proces návrhu automatického systému řízení letu s důrazem na přístupy z oblasti návrhu založeného na modelování (Model-Based Design). Nedílnou součástí tohoto procesu je tvorba matematického modelu letounu, který byl využit k syntéze zákonů řízení a k vytvoření simulačního rámce pro evaluaci stability a kvality regulace automatického systému řízení letu. Jádro této práce se věnuje syntéze zákonů řízení založených na unikátní kombinaci teorie optimálního a adaptivního řízení. Zkoumané zákony řízení byly integrovány do digitálního systému řízení letu, jenž umožňuje vysoce přesné automatické létání. Závěrečná část práce se zabývá ověřením a analýzou navrženého systému řízení letu a je rozdělena do 3 fází. První fáze ověření obsahuje evaluaci robustnosti a analyzuje stabilitu a robustnost navrženého systému řízení letu ve frekvenční oblasti. Druhá fáze, evaluace kvality regulace, probíhala v rámci počítačových simulací s využitím vytvořených matematických modelů v časové oblasti. V poslední fázi ověření došlo k integraci navrženého systému řízení letu do experimentálního letounu, sloužícího jako testovací platforma pro budoucí bezpilotní letadlové systémy a jeho evaluaci v rámci série letových experimentů.
|
|
|
Estimator in control systems with variable structure
Dvořáček, Martin ; Mikšánek, Vojtěch (referee) ; Pivoňka, Petr (advisor)
The thesis write about the linear discrete time incremental estimators. These are used for the choice of the best control system in systems with variable structure and further for direct control with status controller. There is an application of this on physical plane. In this paper PID variation controllers are discussed and optimized using Nelder-Mead Simplex Method. Feedback control with optimal PID is compared with control using linear discrete incremental estimators and status regulator.
|
|
|
Mathematical methods of optimal control theory and their applications
Felixová, Lucie ; Tomášek, Petr (referee) ; Čermák, Jan (advisor)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou spojitého optimálního řízení, což je jedna z nejvýznamnějších aplikací teorie diferenciálních rovnic. Cílem této práce bylo jak nastudování matematické teorie optimálního řízení, tak především ukázat užití Pontrjaginova principu maxima a Bellmanova principu optimality při řešení vybraných úloh optimálního řízení. Důraz byl kladen především na problematiku časově a energeticky optimálního řízení elektrického vlaku, při zahrnutí kvadratické odporové funkce.
|
|
|
Comparison of H-infinity and LQG controller
Friml, Dominik ; Blaha, Petr (referee) ; Pohl, Lukáš (advisor)
This thesis deals with the MIMO system analysis, with a comparison of a different frequency charactersitics, and including singular values characteristic. The H2 and H norms are defined for signals and a MIMO systems. A MIMO optimal control using an LQG, an H2 and an H control is defined and described. Their general advantages, disadvantages and similarities are summed up. An H2 and an H state controller and state observer synthesis is implemented in a MATLAB using linear matrix inequalities. Control of an inverted pendulum is designed using the H optimal cascade control, the H2 state control and the H state control. The results are compared with each other. The theoretical possibility of same H2 and H optimal state controller design is presented.
|
|
|
The problem of energy-efficient train control
Berkessa, Zewude Alemayehu ; Kisela, Tomáš (referee) ; Čermák, Jan (advisor)
The Diploma thesis deals with the problem of energy-efficient train control. It presents the basic survey of mathematical models used in the problem of energy-efficient train control, analysis of optimal driving regimes, determining optimal switching times between optimal driving regimes and timetabling of the train. The mathematical formulation of the problem is done using Newton's second law of motion and other known physical laws. To analyse optimal driving regimes and determine the switching times between optimal driving regimes, we apply tools of optimal control theory, particularly Pontryagin's Maximum Principle. The timetabling of the train is discussed from the numerical solution of the settled non-linear programming problem.
|
|
|
Optimal control in engineering processes
Jakal, Martin ; Štoudková Růžičková, Viera (referee) ; Tomášek, Petr (advisor)
This thesis deals with electric train optimal control problem with a focus on time and energy optimization. The problem is extended by considering specific speed contraints. We are able to design the sequence of control settings by the use of the optimal control theory. Optimization tools in Matlab environment are used to determine the numerical solution of the considered task.
|
|
|
Optimization of Secondary Cooling Parameters of Continuous Steel Casting
Klimeš, Lubomír ; Raudenský, Miroslav (referee) ; Pyszko, René (referee) ; Buček, Pavol (referee) ; Štětina, Josef (advisor)
Continuous casting is a dominant production technology of steelmaking which is currently used for more that 95% of the world steel production. Mathematical modelling and optimal control of casting machine are crucial tasks in continuous steel casting which directly influence productivity and quality of produced steel, competitiveness of steelworks, safety of casting machine operation and its impact on the environment. This thesis concerns with the development and implementation of the numerical model of temperature field for continuously cast steel billets and its use for optimal control of the casting machine. The numerical model was developed and implemented in MATLAB. Due to computational demands the model was parallelized by means of the computation on graphics processing units NVIDIA with the computational architecture CUDA. Validation and verification of the model were performed with the use of operational data from Trinecke zelezarny steelworks. The model was then utilized as a part of the developed model-based predictive control system for the optimal control of dynamic situations in the casting machine operation. The behaviour of the developed control system was examined by means of dynamic model situations that have confirmed the ability of the implemented system to optimally control dynamic operations of the continuous casting machine. Both the numerical model of the temperature field and the model-based predictive control system have been implemented so that they can be modified for any casting machine and this allows for their prospective commercial applications.
|
|
|
Mathematical Programming Models for Optimal Control Problems
Dražka, Jan ; Mrázková, Eva (referee) ; Popela, Pavel (advisor)
This thesis deals with optimization of a vehicle’s (racing) drive on a track. The model of a vehicle and a track is built in this thesis. The first chapter is devoted to the fastest pass problem formulation. The problem optimizes (in the least time) the vehicle’s drive from a start line to a finish line. The problem is formulated as an optimal control theory problem. In the second chapter the optimal control theory problem is suitably discretised and transformed into a nonlinear programming problem. The transformation of the fastest pass problem into nonlinear programming problem, its detailed and illustrative derivation and reformulation form the main part of the thesis. Third chapter presents the implementation and solution of the problem using GAMS and MATLAB. This thesis is a part of a specific research project on which the author has participated. The main contribution of the author is an original formulation of the fastest pass problem as a nonlinear programming problem and its implementation and solving using GAMS.
|
|
|
Beresheet Lunar Landing Simulation
Karpíšek, Jakub ; Vlk, Jan (referee) ; Chudý, Peter (advisor)
Cílem této bakalářské práce bylo vypočítat optimální trajektorii sestupu na Měsíc pro kosmickou loď Beresheet a vyvinout prostředí pro vizualizaci sestupových trajektorií na Měsíc. Optimální trajektorie byla vypočtena použitím programu Bocop, který řeší problémy optimálního řízení, a prostředí bylo vytvořeno v Javě s použitím 3D enginu LibGDX. Byla nalezena optimální trajektorie, která splňuje všechna kritéria použitelnosti, umožňující hladké přistání s palivovou rezervou 29.2 kg (6.8 %). Vytvořené prostředí umožňuje uživatelům vidět trajektorii sestupu na Měsíc v intuitivním zobrazení a také jednoduše zasahovat do probíhající vizualizace.
|
|
|
DC Drive Optimal Control
Regent, David ; Blaha, Petr (referee) ; Václavek, Pavel (advisor)
Master‘s thesis contains the issue of positional control of the separate exciting DC motor. In the work is the creation of mathematical model. Next theme of document are questions of optimal control and method of solution LQ controler. The work is also a proposal state observer.
|
guest ::
