Modelování a analýza laboratorního modelu rotačního inverzního kyvadla
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
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.
This bachelor thesis aims at modelling, identification and control of Furuta pendulum. System was described via mathematical equations and simulation model was created in Matlab/Simulink. Parameters of rotary inverted pendulum were estimated using the simulation model. Then the thesis deals with swing up via torque impulse, energy control and PD regulator. In the part dealing with friction five compensation models were created. They include change of friction during rotation and one of them is dynamic model, Reset Integrator. Models were verified by adding them as an input to an actuator and testing them. To stabilize pendulum in inverted position state feedback control with state observer was designed using LQR method. Final regulation included all knowledge obtained during this thesis.
This bachelor thesis aims at modelling, identification and control of Furuta pendulum. System was described via mathematical equations and simulation model was created in Matlab/Simulink. Parameters of rotary inverted pendulum were estimated using the simulation model. Then the thesis deals with swing up via torque impulse, energy control and PD regulator. In the part dealing with friction five compensation models were created. They include change of friction during rotation and one of them is dynamic model, Reset Integrator. Models were verified by adding them as an input to an actuator and testing them. To stabilize pendulum in inverted position state feedback control with state observer was designed using LQR method. Final regulation included all knowledge obtained during this thesis.
Description
Keywords
Rotační inverzní kyvadlo, tření, Reset Integrator, swing up, energetická metoda, identifikace parametrů, Simulink, stavové řízení, stavový pozorovatel, LQR, Furuta pendulum, friction, Reset Integrator, swing up, energy control, identifiaction of parameters, Simulink, state control, state observer, LQR
Citation
NEDVĚDICKÝ, P. Modelování a analýza laboratorního modelu rotačního inverzního kyvadla [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2018.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Základy strojního inženýrství
Comittee
Ing. Lubomír Junek, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Jana Horníková, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Tomáš Návrat, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vladimír Fuis, Ph.D. (člen)
Ing. Lubomír Houfek, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2018-06-13
Defence
Diplomant prezentoval během 10 minut svoji bakalářskou práci a následně odpověděl na otázky oponenta a další otázky členů komise:
Do jaké řídicí jednotky měl být implementován vytvořený algoritmus?
Jakým způsobem byste naprogramoval vytvořený algoritmus do mikrokontroléru?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení