LEBEDA, A. Model soustavy motorů s pružným členem [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2012.
Zadání diplomové práce Bc. Lebedy bylo po odborné i časové stránce náročné zejména z důvodu sestavení matematických modelů ss motorů s pružným členem. Diplomant prokázal při práci na diplomovém projektu svou výbornou úroveň odborných znalostí. S prací na projektu začal včas. Velmi rychle se seznámil s danou problematikou a soustředil se na hledání vhodných variant řešení. Práci věnoval značný čas a pracoval s velmi dobrou účinností. Lze ocenit jeho značnou svědomitost a píli při práci na projektu. Diplomant prokázal své inženýrské schopnosti, zkušební komisi navrhuji hodnocení "výborně".
Úkolem pana Lebedy bylo sestavit, a to pro účely řízení, matematický model soustavy elektrických pohonů spojených pružným členem. Pro získaný matematický model má být navrhnut vhodný algoritmus řízení, který má být ověřen na reálné soustavě. Při vytváření modelu bylo úkolem studenta vytvořit několik typů nelineárních matematických modelů (modely vytvořené z vícevrstvých neuronových sítí a modely vytvořené pomocí Volterrovy serie), získané modely měly být vzájemně porovnány a to i s přihlédnutím k použití různých optimalizačních algoritmů. Vzhledem k rozsahu zadání, šíři zadané problematiky a studentem vytvořené práce lze práci označit jako náročnou a to po odborné i časové stránce. (V práci student používá: tří optimalizačních algoritmů, tří lineárních modelů ARX, 14 vícevrstvých neuronových sítí, čtyři polynomiální modely s Voltarrovymi řadami, čtyři modely vytvořené pomocí nelineárních diferenčních rovnic a tři Kolmogorov-Gaborovy modely.) Předložená práce obsahuje 7 hlavních kapitol, úvodní kapitoly (1, 2, 3, 4) se věnují potřebné teorii, 5. kapitola obsahuje model soustavy motorů získaný matematicko-fyzikální analýzou. V 6.kapitole je provedeno ověření (za pomocí simulace soustavy pohonů) identifikace a porovnání používaných aproximačních modelů, na základě výsledků jsou vybrány metody použité pro aproximaci reálného systému. Identifikaci a řízení reálného systému se věnuje kapitola 7. Práce je sestavena v logickém sledu, rozsah kapitol odpovídá jejich důležitosti. U průběhů regulace v kapitole 7 by bylo vhodné přímo uvádět, který typ regulátoru byl v daném případě použit. Pro řízení soustavy pohonů byl zvolen koncept „adaptivní“ regulace, aniž bylo pojednáno z jakého důvodu. Zvolený koncept řízení nelineárního systému využívá off-line vytvořený nelineární model procesu, který je v každém kroku (a tak v aktuálním pracovním bodě) linearizován, linearní model je pak využit pro syntézu regulátoru (opět v každém kroku algoritmu). V ideálním případě, tak lze získat regulátor, který se „adaptuje“ podle aktuálního pracovního bodu. Jako jeden z regulátorů je využita diskrétní varianta spojitého PID regulátoru s filtrací derivační složky, který však student chybně označuje jako regulátor s „omezením derivační složky “ (str. 65). Hlavním nedostatkem zvoleného přístupu je změna parametrů regulátoru (a to až v každém kroku), způsobená závislostí parametrů linearizace na pracovním bodě. Jak se můžeme přesvědčit na obr. 6.20, 6.22, 6.25, 6.27 změny parametrů linearizovaného modelu mohou být poměrně výrazné. Nabízí se také otázka, zda je zaručeno, že parametry získané linearizace budou dostatečně přesně popisovat chování procesu v každém pracovním bodě, zejména pak v případě, kdy na proces působí navíc poruchy. V závěru je dále konstatováno, že pro danou soustavu je dostačující regulátor navržený na základě aproximace procesu přímo lineárním modelem ARX, tzn. ve výsledku mohl být použit i pevně nastavený regulátor. Na základě toho lze jednoznačně říci, že jako vhodnější koncept řízení by bylo využití pevně nastaveného regulátoru, který mohl být navíc navržen s ohledem na robustnost. Získané nelineární modely pak mohly být využity k zjištění rozsahu změn dynamických vlastností systému napříč celým pracovním rozsahem systému. Co se týče prezentovaných průběhu veličin uzavřené smyčky v kapitole 7. (obr. 7.18, 7.19, 7.20) je jejich zásadním nedostatkem absence průběhu akční veličiny, který je zásadní pro posouzení vlastností a kvality použitého regulátoru. To, že v čase 50 s je v obvodu simulována skoková porucha na výstupu soustavy není v práci uvedeno. Vlastnosti regulační smyčky při vstupu poruch jsou velmi důležité, je však sporné, zda bylo vhodné využít poruchu na výstupu soustavy. Skoková změna na výstupu soustavy se projeví jako skoková změna na regulační odchylce, taková změna je pak vyregulována se stejnou dynamikou jako skoková změna žádané hodnoty (a ta se již v grafech vyskytuje). Kvalita regulace je vyhodnocena kvadratickým kritériem zřejmě v tabulce 7.3, ta je však nadepsána jako „výsledek estimace parametrů soustavy motorů…“, vzhledem k tomu, že tabulka má obsahovat důležité výsledky, jde o chybu závažnějšího charakteru. Protože hlavním úkolem práce je vytvoření modelu procesu lze nedostatkům v oblasti regulace přikládat menší význam. Nicméně ani vytvoření modelu soustavy pohonů v kapitole 6 se neobešlo bez „chyb“. Jako problematické zde vidím tvrzení, že „Dopravní zpoždění mezi fi1 a fi2 vyjadřuje necitlivost pružiny“ (str. 39). V přípravku je použita listová pružina, která necitlivostí zcela jistě netrpí. Dle mého názoru se student pokusil nevhodným způsobem modelovat projevy statického tření nebo vůle v převodech a to pomocí dopravního zpoždění. Vzhledem k tomu, že se pohony v řadě případu nepoužívají v blízkosti nulových otáček, nemuselo být statické tření vůbec uvažováno. Tento „chybně“ vytvořený model byl využit pouze pro ověření a porovnání vlastností používaných nelineárních aproximačních modelů. Zde je důležité říci, že chyba v modelu nemá na výsledky vzájemného porovnání aprox. modelů výraznější vliv. Dále by bylo vhodné uvést v práci výsledné parametry modelu (alespoň těch jednodušších, ARX by neměl chybět). Jako klad práce je třeba vyzdvihnout rozsah v výsledky porovnání (celkem 25) použitých nelineárních modelu. V oblasti nelineární identifikace a znalosti gradientních optimalizačních algoritmů (jež byly stěžejní částí práce) student prokázal nadprůměrné znalosti, výše uváděné nedostatky svědčí spíše o nezkušenosti s praktickou regulací. Celkově předložená práce svědčí o inženýrských schopnostech diplomanta, proto doporučuji práci k obhajobě.
eVSKP id 52500