KLUSÁČEK, O. Modelování, identifikace a řízení rotačního kyvadla [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2009.
Pan Klusáček obsáhl ve své práci všechny podstatné problémy související s návrhem pokročilého řízení pro nelineární nestabilní SIMO soustavu, tedy: od modelování (včetně dyn. modelu suchého tření), identifikace systému a estimace parametrů, přes linearizaci až k implementaci LQR, testování a praktickému oživení laboratorního modelu. Rozsah jednotlivých úkolů, obtížnost dané problematiky a kvalita výsledného řízení na reálné soustavě jsou nadprůměrné a nadstandardní. Jedinou výhradu mám k absenci kapitoly s rozsáhlejší rešerší současného stavu dané problematiky. V textu se odkazy na známé přístupy objevují, ale komplexní rešerše na začátku práce by její kvalitu ještě zlepšila.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | A | ||
| Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry | A | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | A | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | A | ||
| Práce s literaturou včetně citací | B | ||
| Samostatnost studenta při zpracování tématu | A |
Diplomová práce se zabývá teoreticky náročnou problematikou řízení rotačního kyvadla. Hlavním cílem diplomové práce bylo vytvoření nelineárního dynamického modelu rotačního kyvadla, identifikovat jeho parametry, navrhnout metodu řízení, navrhnout a realizovat řídicí a výkonovou elektroniku a provést ověření na vzorku rotačního kyvadla. Práce je rozdělena do šesti kapitol. Po úvodní první kapitole následuje stručný popis problému a je nastíněno řešení. Třetí kapitola obsahuje detailní popis mechanické soustavy, pohonu, výkonové části a signálového rozhraní pro komunikaci s řídicím počítačem. Ve čtvrté kapitole je popis modelování systému pomocí Lagrangeových rovnic druhého druhu a modelování systému s využitím Real-Time rozhraní pod systémem Matlab/Simulink. Součástí této kapitoly je také identifikace parametrů nelineárního modelu s uvažováním suchého tření. V páté kapitole je vlastní návrh řízení. Návrh stavového regulátoru s aditivním integrátorem na vstupu pro kompenzaci chyby v ustáleném stavu je proveden metodou LQR. Součástí páté kapitoly je rovněž řešení swing-up kontroleru pro vyšvihnutí kyvadla do inverzní polohy. V šesté kapitole je závěrečné shrnutí a zhodnocení výsledků. Velmi důležitým úkolem je identifikace parametrů. V případě nesprávně zadaných parametrů do modelu, ze kterého vychází návrh řízení nelze očekávat, že reálná soustava se bude chovat správně. Celá soustava byla rozdělena na dvě části tak, aby bylo možné použít jednoduché modely s malým počtem parametrů, které je nutné určit. Výsledky identifikace části „rameno“ jsou na obr.19 – 23 a v příslušných tabulkách. Pro identifikaci parametrů části „kyvadlo“ byl rovněž použit toolbox SimMechanics. Jako nejvýhodnější metoda pro řízení kyvadla v inverzní poloze byla vybrána metoda stavového řízení, která je vhodná pro řízení lineární soustavy. Rotačního kyvadlo je soustava nelineární, proto byla provedena linearizace a jako regulátor byl vybrán LQR a pro eliminaci chyby v ustáleném stavu byl doplněn integrátorem na vstupu. Pro regulaci vyšvihnutí kyvadla ze spodní polohy do inverzní polohy byl použit tzv. „swing controller“ pracující v otevřené smyčce a s QLR regulátorem se přepínají. Zařízení bylo realizováno a přiložené video dokumentuje plnou funkčnost zařízení. Závěr: Práce má velmi dobrou grafickou úpravu, autor se vyvaroval pravopisných chyb a v práci je minimum překlepů. Přesto, že problematika je velmi obsáhlá, autorovi se podařilo na relativně malém počtu stránek přehledně danou problematiku popsat a práce se dobře čte. Diplomant splnil všechny body zadání. Jedná se o výjimečnou diplomovou práci a doporučuji ji navrhnout na cenu děkana a na cenu Siemens. Práce splňuje všechny požadavky na diplomovou práci a doporučuji ji k obhajobě.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | A | ||
| Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry | A | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | B | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | A | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A |
eVSKP id 20466