|
|
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.
|
|
|
Návrh laboratorního modelu "Inverzní kyvadlo"
Dušek, Jiří ; Grepl, Robert (oponent) ; Šolc, František (vedoucí práce)
Záměrem této práce bylo sestavit matematický model laboratorního přípravku „Inverzní kyvadlo“, verifikovat ho a na základě toho vytvořit simulační model. Pro tento simulační model soustavy pak navrhnout způsob jeho řízení v režimu „stabilizace v horní nestabilní poloze“ a v režimu „jeřáb při převozu břemene“. Pro řízení v obou režimech byl zvolen a navrhnut stavový zpětnovazební regulátor metodou LQR, který byl následně aplikován na reálný model laboratorního přípravku. Realizace stávajícího systému byla popsána a použitím inkrementálních rotačních senzorů a I/O karty nového typu modernizována. Dále byla prověřena možnost řízení pojezdu kyvadla zdrojem napětí. Byl proveden konstrukční návrh rotační verze laboratorního přípravku a výběr alternativního pohonu systému.
|
|
|
Realizace řízení laboratorního modelu rotačního inverzního kyvadla
Šnajder, Jan ; Bastl, Michal (oponent) ; Brablc, Martin (vedoucí práce)
Obsahem bakalářské práce je modelování, identifikace a řízení rotačního inverzního kyvadla. Práce popisuje jednotlivé prvky reálného systému a jeho řízení. Součástí práce je také vytvoření simulačního modelu v prostředí Matlab/Simulink za pomoci matematických rovnic odvozených pomoci Lagrangeových rovnic druhého druhu. Parametry reálného systému jsou odhadnuty na základě redukovaných soustav a následně validovány. Řízení je založeno na stavovém popisu. V práci je popsána linearizace, návrh stavových regulátoru pomoci LQR metody a tvorba stavového pozorovatele. Poslední část práce se věnuje testování stavového pozorovatele a kompenzaci tření pomocí několika statických modelů tření a přidáním šumu do kompenzace.
|
|
|
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.
|
|
|
Modelování, identifikace a řízení rotačního kyvadla
Klusáček, Ondřej ; Ondrůšek, Čestmír (oponent) ; Grepl, Robert (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá řízením rotačního inverzního kyvadla - Furuta pendulum. Práce popisuje řešení výkonové elektroniky, senzoriky a rozhraní umožňující řízení pomocí PC, dále zahrnuje identifikaci parametrů a vytvoření nelineárního simulačního modelu pomocí prostředí Matlab/Simulink a toolboxu SimMechanics. Pro odvození pohybových rovnic je užito Lagrangeových rovnic druhého druhu. Řízení je založeno na stavovém popisu mechanismu, přičemž využívá LQR algoritmu pro návrh stavového regulátoru a podle aktuální polohy kyvadla dochází k přepínání mezi swing-up regulátorem a stavovým řízením. Pro odstranění chyby v ustáleném stavu je s úspěchem využit integrátor na vstupu.
|
|
|
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.
|
|
|
Návrh řízení rotačního inverzního kyvadla
Cejpek, Zdeněk ; Němec, Zdeněk (oponent) ; Matoušek, Radomil (vedoucí práce)
Cílem této práce je sestavení simulačního modelu rotačního (Furutova) kyvadla a následný návrh regulátorů. Práce popisuje sestavení nelineárního simulačního modelu s využitím prostředí Matlab–Simulink a knihovny Simscape–Simmechanics. Dále pojednává o sestavení lineárního diskrétního modelu z odezvy naměřené na nelineárním modelu metodou nejmenších čtverců. Tento lineární model je následně využit k návrhu dvou diskrétních stavových regulátorů se sumátorem. Tyto regulátory jsou doplněny o swing–up regulátor a logiku zajišťující jejich vzájemnou spolupráci.
|
|
|
Inverted Pendulum Remote Real-time Controller Implemented in Matlab-Simulink and LabView Environments
Mohyla, Jan ; Veselý, Libor (oponent) ; Václavek, Pavel (vedoucí práce)
This Bachelor’s thesis focuses on the remote control demonstrated on the rotational inverted pendulum. The objective of this project is to design the control of an inverted pendulum in Simulink environment and to develop a real-time communication protocol between the controller created in Simulink and the LabView software running on Com- pactRIO which will be interconnected with a physical system. The role of the controller is to maintain the pendulum upright not to swing the pendulum upright - the pendulum is swung up manually.
|
|
|
Návrh řízení rotačního inverzního kyvadla
Cejpek, Zdeněk ; Němec, Zdeněk (oponent) ; Matoušek, Radomil (vedoucí práce)
Cílem této práce je sestavení simulačního modelu rotačního (Furutova) kyvadla a následný návrh regulátorů. Práce popisuje sestavení nelineárního simulačního modelu s využitím prostředí Matlab–Simulink a knihovny Simscape–Simmechanics. Dále pojednává o sestavení lineárního diskrétního modelu z odezvy naměřené na nelineárním modelu metodou nejmenších čtverců. Tento lineární model je následně využit k návrhu dvou diskrétních stavových regulátorů se sumátorem. Tyto regulátory jsou doplněny o swing–up regulátor a logiku zajišťující jejich vzájemnou spolupráci.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.