|
|
Modern Flight Control System Design and Evaluation
Vlk, Jan ; Holzapfel, Florian (oponent) ; Rzucidlo, Pawel (oponent) ; Mathan, Santosh (oponent) ; Chudý, Peter (vedoucí práce)
This thesis addresses the research on modern methods in automatic Flight Control System design and evaluation, as seen from the perspective of state-of-the-art and future utilization on Unmanned Aerial Systems. The thesis introduces a Flight Control System design process with a special emphasis on the Model-Based Design approach. An integral part of this process is the creation of the aircraft's mathematical model employed in the flight control laws synthesis and the composition of a simulation framework for the evaluation of the automatic Flight Control System's stability and performance. The core of this thesis is aimed at flight control laws synthesis built around a unique blend of optimal and adaptive control theory. The researched flight control laws originating from the proposed design process were integrated into an experimental digital Flight Control System. The final chapter of the thesis introduces the evaluation of the designed automatic Flight Control System and is divided into three phases. The first phase contains the Robustness Evaluation, which investigates the stability and robustness of the designed control system within the frequency domain. The second phase is the controller's Performance Evaluation employing computer simulations using created mathematical models in the time domain. As for the final phase, the designed Flight Control System is integrated into an experimental aircraft platform, serving as a testbed for future Unmanned Aerial Systems, and subjected to a series of flight tests.
|
|
|
Estimátor v systému regulace s proměnlivou strukturou
Dvořáček, Martin ; Mikšánek, Vojtěch (oponent) ; Pivoňka, Petr (vedoucí práce)
Práce se zabívá konkrétním způsobem využítí lineárních přípůstkových estimátorů a stavového přírůstkového regulátoru při zpětnovazebním vstupně výstupním řízení. Estimátory využívají normální tvar pozorovatelnosti stavového popisu, získaného z přenosu soustavy. Za učelem odstranění konstantních poruch je regulační smyčka doplna o sumátor. Stavový regulátoru reguluje na základě stavů estimátoru, a regulační odchylky, seřízení je provedeno pomocí kvadratického kritéria. Vlastnosti takto vytvořené regulační smyčka jsou dále porovnány s regulačnímy smyčkami s PSD regulátory. Parametry PSD regulátorů jsou získány na základě optimalizace kritéria pro model regulované soustavy. Dále je ověrována možnost využití různě nastavených estimátorů při řízení soustav s proměnnou strukturou. Estimátory jsou předem nastavené na různé pracovní režimy soustavy. Přepínání mezi různými estimátory se provádí na základě chyby odhadu výstupní veličiny soustavy.
|
|
|
Mathematical methods of optimal control theory and their applications
Felixová, Lucie ; Tomášek, Petr (oponent) ; Čermák, Jan (vedoucí práce)
This master's thesis deals with the continuous optimal control problem, which is one of the most important applications of the dierential equations theory. The aim of this work was to study the mathematical theory of the optimal control and the signicant part was to show how Pontryagin's maximum principle and Bellman's principle of optimality can be used in the particular optimal control problems. The emphasis was mainly put on the time and energy ecient electrically powered train control problem, where the quadratic resistant function has been involved.
|
|
|
Porovnání H-nekonečno a LQG regulace
Friml, Dominik ; Blaha, Petr (oponent) ; Pohl, Lukáš (vedoucí práce)
Práce se zabývá popisem MIMO systémů a porovnáním frekvenčních charakteristik, kromě jiných i charakteristikou singulárních hodnot. Jsou definovány H2 a H normy pro signály a MIMO systémy. Dále je popsán způsob optimální regulace MIMO systému pomocí LQG, H2 a H řízení, jejich obecné výhody, nevýhody a vzájemné podobnosti. Je implementován výpočet stavových H2 a H regulátorů a rekonstruktorů. Pomocí H kaskádní regulace, H2 optimálního LQG řízení a H ekvivalentu LQG je vyřešena úloha inverzního kyvadla na vozíku. Výsledky jsou mezi sebou srovnány. Je přednesena teorie o možnosti návrhu identických H2 a H stavových regulátorů.
|
|
|
The problem of energy-efficient train control
Berkessa, Zewude Alemayehu ; Kisela, Tomáš (oponent) ; Čermák, Jan (vedoucí práce)
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.
|
|
|
Optimální řízení v technických aplikacích
Jakal, Martin ; Štoudková Růžičková, Viera (oponent) ; Tomášek, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problémem optimálního řízení elektrického vlaku, a to z hlediska času a spotřeby energie. Problém je rozšířen o analýzu v případě specifických rychlostních omezení. Využitím aparátu teorie optimálního řízení je odvozena posloupnost jednotlivých jízdních režimů a následně je numericky získáno řešení pomocí optimalizačních nástrojů v prostředí Matlab.
|
|
|
Optimalizace parametrů sekundárního chlazení plynulého odlévání oceli
Klimeš, Lubomír ; Raudenský, Miroslav (oponent) ; Pyszko, René (oponent) ; Buček, Pavol (oponent) ; Štětina, Josef (vedoucí práce)
Plynulé odlévání je dominantní způsob výroby oceli, pomocí kterého je v současné době vyráběno více než 95 % veškeré celosvětové produkce oceli. Matematické modelování a optimální řízení provozu licího stroje patří mezi klíčové úlohy při plynulém odlévání oceli, které významným způsobem ovlivňují produktivitu a kvalitu vyráběné oceli, konkurenceschopnost ocelárny, bezpečnost při provozu licího stroje a jeho dopad na životní prostředí. Tato práce se zabývá vývojem a implementací numerického modelu teplotního pole plynule odlévaného sochoru a jeho využitím při optimálním řízení dynamického provozu licího stroje. Počítačový model byl vytvořen a implementován v MATLABu. Z důvodu vysoké výpočetní náročnosti byl model paralelizován pomocí výpočtu na grafických kartách NVIDIA s využitím architektury CUDA. Ověření modelu bylo provedeno na základě provozních dat z Třineckých železáren. Vyvinutý model byl následně použit jako základ prediktivního řídícího systému pro řízení dynamických změn při provozu licího stroje. Činnost vyvinutého řídícího systému byla ověřena na modelových dynamických situacích, které potvrdily schopnost navrženého řídícího systému optimálně řídit dynamický provoz licího stroje. Počítačový model teplotního pole a prediktivní řídící systém byly vytvořeny tak, že je lze modifikovat pro libovolný licí stroj, což umožňuje jejich případné komerční použití.
|
|
|
Modely matematického programování pro úlohy optimálního řízení
Dražka, Jan ; Mrázková, Eva (oponent) ; Popela, Pavel (vedoucí práce)
Práce se zabývá optimalizací (závodní) jízdy vozu po dráze. Je v ní vytvořen model vozidla i dráhy, po níž se vozidlo pohybuje. V první kapitole se formuluje úloha nejrychlejšího průjezdu, která optimalizuje jízdu závodního vozidla tak, aby se ze startu do cíle dostalo v co nejkratším čase. Úloha je formulována jako úloha optimálního řízení. V druhé kapitole se úloha nejrychlejšího průjezdu vhodně diskretizuje a transformuje na úlohu nelineárního programování. Stěžejní část práce tvoří právě transformace úlohy nejrychlejšího průjezdu na úlohu nelineárního programování a její detailní a názorné odvození a nová formulace. V třetí kapitole je úloha nejrychlejšího průjezdu implementována a řešena v prostředí GAMS a MATLAB. Tato práce navazuje na projekt specifického výzkumu, do něhož je autor zapojen. Přínos autora spočívá především ve vlastní a originální formulaci úlohy nejrychlejšího průjezdu jakožto úlohy nelineárního programování a její implementaci a následnému vyřešení v programu GAMS.
|
|
|
Beresheet Lunar Landing Simulation
Karpíšek, Jakub ; Vlk, Jan (oponent) ; Chudý, Peter (vedoucí práce)
The goal of this bachelor's thesis was to compute the optimal lunar descent trajectory for the Beresheet spacecraft and develop a visualization environment for interpreting lunar descents. The optimal descent trajectory was computed using Bocop, an optimal control problem solver, and the environment was implemented in Java, using the LibGDX 3D engine. The optimal descent trajectory was found and it enables soft landing with 29.2 kg (6.8 %) of fuel left. Created environment enables users to see lunar descent trajectories in an intuitive way and to interact with the visualization.
|
|
| |
host ::
RSS.