|
|
Řízení laboratorního modelu nestabilního balancujícího vozidla
Horák, Petr ; Zavadinka, Peter (oponent) ; Grepl, Robert (vedoucí práce)
Tento diplomový projekt je součástí projektu HUMMER. Projekt se zabývá prací tří studentů na vývoji nestabilního dvoukolového vozítka typu Segway a jeho zmenšeného laboratorního modelu. Tato práce se zabývá oživením laboratorního modelu, návrhem jeho řízení a realizací jeho ovládání (podrobnější rozdělení úkolů na projektu je uvedeno níže). Na začátku práce je uvedena rešeršní studie. Ve své první části se zabývá podobnými modely ve světě, jejich konstrukcí a způsobem řízení. V další části rešerše následuje popis reálného modelu a odvození jeho základních rovnic, v poslední části je pak uveden princip činnosti některých použitých senzorů. Dalším krokem byl výběr a návrh potřebné elektroniky. V příslušné kapitole jsou popsány veškeré navrhované elektronické moduly a použité senzory. Jsou zde také uvedeny parametry baterie či poháněcích servomotorů. Následujícím úkolem byl odhad parametrů soustavy. Odhad byl prováděn po částech. V kapitole je detailně popsán způsob měření dat i sestavování estimačního modelu. Předposledním krokem byl návrh PID a LQR řízení modelu pomocí I/O karty MF 624 a jejich porovnání. Následoval výběr lepšího regulátoru a jeho následná implementace na mikrokontrolér. Posledním krokem pak byla realizace ovládání jízdy modelu pomocí joysticku a nadřazeného PC.
|
|
|
Návrh samobalancujícího dvoukolového podvozku
Bartončík, Michal ; Hrabec, Jakub (oponent) ; Šolc, František (vedoucí práce)
Tato práce pojednává o návrhu samobalancujícího podvozku typu segway. Seznamuje s principem vozítek segway, originálními modely a řešením dalších osob. V simulaci využívá matematický model pro určení vlastností senzorů. Výběrem způsobu měření náklonu a jeho realizací za pomocí snímačů. Dále se zabývá motory pro pohánění modelu, vstupně/výstupní kartou a PC desky pro zpracování signálů ze senzorů. Jejich propojením a uchycením na konstrukci.
|
|
|
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.
|
|
|
Design of a fault-tolerant control system for a self-balancing two-wheel vehicle
Matějásko, Michal ; Zouhar, František (oponent) ; Grepl, Robert (vedoucí práce)
This thesis deals with the design of a new fault-tolerant control system for a self-balancing two-wheel vehicle of the Segway type. The original vehicle system is subject to a risk analysis of its components. Based on the results, new safety measures are suggested for the system. A new control system topology is designed, consisting of two independent control units, redundant sensors and a voter. Software for the control units integrating fault-detection algorithms and a control outputs switching mechanism has been developed. Two mathematical models of different complexities for the vehicle are presented and then used in HIL testing of the new control system. The whole design of the system was done using Rapid Control Prototyping tools.
|
|
|
Robot virtual prototype in ADAMS
Příleský, Libor ; Krejsa, Jiří (oponent) ; Hadaš, Zdeněk (vedoucí práce)
The goal of this work is to create virtual model of robot in ADAMS and co-simulation link between ADAMS and control system in Matlab/Simulink. Robot is segway robot called Pierot, created as the result of past final works. In this work is described creation of robot's multi-body model, choice of the motor, creation of co-simulation link and co-simulation itself.
|
|
|
Identifikace systému, sensorika a implementace řídicího algoritmu pro nestabilní balancující vozidlo
Štěpánek, Jan ; Vejlupek, Josef (oponent) ; Grepl, Robert (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem a výrobou nestabilního dvoukolového vozidla typu Segway, určeného pro přepravu jedné osoby a jeho zmenšené verze, vycházející z principu funkce Segway, na němž bylo možné testovat různé řídicí algoritmy. Zmenšená verze je řízena joystickem pomocí PC. Realizace je týmovou prací tří studentů. Rozdělení úkolů je popsáno v kapitole Stanovení cílů práce. Začátek práce je věnován rešeršní studii ostatních projektů na toto téma, zejména se zabývá použitými senzory, zpracováním signálů a algoritmy pro řízení. V dalších kapitolách je uveden postup výběru vhodné elektroniky a její parametry. Jedním z řešených problémů bylo určení úhlu náklonu základny vozidla, přičemž byl využit algoritmus navržený několika studenty světových univerzit. Princip algoritmu byl nastudován a v dalších kapitolách simulačně a následně i prakticky otestován. Dále se práce zabývá odhadem parametrů reálných platforem, nejdříve platformy testovací, vyrobené ze dřeva, následně pak finální, vyrobené z duralu. Odhad parametrů je realizován pomocí měřící I/O karty Humusoft MF624 pro PC. V práci je také uveden postup implementace výsledného řídicího algoritmu na mikrokontroler dsPIC, přepočet napěťových výstupů senzorů na původní měřené veličiny a návrh kalibračního algoritmu. Jelikož je vozidlo určeno pro přepravu osob, je nezbytné doplnit řízení o některé bezpečnostní algoritmy, jež by měly co nejefektivněji detekovat případné chybové stavy a zabránit tak ztrátě kontroly nad vozidlem, případně zranění přepravované osoby, či okolí.
|
|
|
Design of a fault-tolerant control system for a self-balancing two-wheel vehicle
Matějásko, Michal ; Zouhar, František (oponent) ; Grepl, Robert (vedoucí práce)
This thesis deals with the design of a new fault-tolerant control system for a self-balancing two-wheel vehicle of the Segway type. The original vehicle system is subject to a risk analysis of its components. Based on the results, new safety measures are suggested for the system. A new control system topology is designed, consisting of two independent control units, redundant sensors and a voter. Software for the control units integrating fault-detection algorithms and a control outputs switching mechanism has been developed. Two mathematical models of different complexities for the vehicle are presented and then used in HIL testing of the new control system. The whole design of the system was done using Rapid Control Prototyping tools.
|
|
|
Řízení laboratorního modelu nestabilního balancujícího vozidla
Horák, Petr ; Zavadinka, Peter (oponent) ; Grepl, Robert (vedoucí práce)
Tento diplomový projekt je součástí projektu HUMMER. Projekt se zabývá prací tří studentů na vývoji nestabilního dvoukolového vozítka typu Segway a jeho zmenšeného laboratorního modelu. Tato práce se zabývá oživením laboratorního modelu, návrhem jeho řízení a realizací jeho ovládání (podrobnější rozdělení úkolů na projektu je uvedeno níže). Na začátku práce je uvedena rešeršní studie. Ve své první části se zabývá podobnými modely ve světě, jejich konstrukcí a způsobem řízení. V další části rešerše následuje popis reálného modelu a odvození jeho základních rovnic, v poslední části je pak uveden princip činnosti některých použitých senzorů. Dalším krokem byl výběr a návrh potřebné elektroniky. V příslušné kapitole jsou popsány veškeré navrhované elektronické moduly a použité senzory. Jsou zde také uvedeny parametry baterie či poháněcích servomotorů. Následujícím úkolem byl odhad parametrů soustavy. Odhad byl prováděn po částech. V kapitole je detailně popsán způsob měření dat i sestavování estimačního modelu. Předposledním krokem byl návrh PID a LQR řízení modelu pomocí I/O karty MF 624 a jejich porovnání. Následoval výběr lepšího regulátoru a jeho následná implementace na mikrokontrolér. Posledním krokem pak byla realizace ovládání jízdy modelu pomocí joysticku a nadřazeného PC.
|
|
|
Identifikace systému, sensorika a implementace řídicího algoritmu pro nestabilní balancující vozidlo
Štěpánek, Jan ; Vejlupek, Josef (oponent) ; Grepl, Robert (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem a výrobou nestabilního dvoukolového vozidla typu Segway, určeného pro přepravu jedné osoby a jeho zmenšené verze, vycházející z principu funkce Segway, na němž bylo možné testovat různé řídicí algoritmy. Zmenšená verze je řízena joystickem pomocí PC. Realizace je týmovou prací tří studentů. Rozdělení úkolů je popsáno v kapitole Stanovení cílů práce. Začátek práce je věnován rešeršní studii ostatních projektů na toto téma, zejména se zabývá použitými senzory, zpracováním signálů a algoritmy pro řízení. V dalších kapitolách je uveden postup výběru vhodné elektroniky a její parametry. Jedním z řešených problémů bylo určení úhlu náklonu základny vozidla, přičemž byl využit algoritmus navržený několika studenty světových univerzit. Princip algoritmu byl nastudován a v dalších kapitolách simulačně a následně i prakticky otestován. Dále se práce zabývá odhadem parametrů reálných platforem, nejdříve platformy testovací, vyrobené ze dřeva, následně pak finální, vyrobené z duralu. Odhad parametrů je realizován pomocí měřící I/O karty Humusoft MF624 pro PC. V práci je také uveden postup implementace výsledného řídicího algoritmu na mikrokontroler dsPIC, přepočet napěťových výstupů senzorů na původní měřené veličiny a návrh kalibračního algoritmu. Jelikož je vozidlo určeno pro přepravu osob, je nezbytné doplnit řízení o některé bezpečnostní algoritmy, jež by měly co nejefektivněji detekovat případné chybové stavy a zabránit tak ztrátě kontroly nad vozidlem, případně zranění přepravované osoby, či okolí.
|
|
|
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.