Řízení modelu dvoučlánkového inverzního kyvadla

dc.contributorMamula Petr, Ing. : 68486
dc.contributor.advisorHubka Lukáš, Ing. Ph.D. : 58516
dc.contributor.authorNejedlý, Tomáš
dc.date.accessioned2022-11-21T07:31:21Z
dc.date.available2022-11-21T07:31:21Z
dc.date.committed2022-5-16
dc.date.defense2022-06-14
dc.date.issued2022-06-14
dc.date.submitted2021-10-12
dc.date.updated2022-6-15
dc.degree.levelIng.
dc.description.abstractV této diplomové práci se řeší problematika dvojitého inverzního kyvadla na vozíku od společnosti Quanser. Na začátku jsou popsány jeho vlastnosti a omezení. Cílem práce je nejen návrh řízení, aby bylo kyvadlo stabilizováno v horní poloze, ale také realizace nového kloubu spojujícího obě ramena kyvadla. Tím se zajistí lepší pohyblivost a otevřou se další možnosti řešení. Na 3D tiskárně vytištěný kloubní mechanismus byl navržen tak, aby byl co nejvíce modulární a uspořádání nebylo pouze jednoúčelové. Pro lepší pohyblivost kloubu je nutné zajistit bezdrátový přenos dat z kloubu do vytvořené přijímací stanice. Z té jsou údaje o natočení kyvadla opět posílány do původní měřicí karty od výrobce. Stabilizace kyvadla je řešena pomocí LQR regulace. Proto je nutné odvodit matematický model a následný stavový popis. Jsou popsány i různé modely tření, které se mohou při tvorbě modelu využít. Parametry modelu jsou identifikovány a naměřené průběhy úhlů jsou porovnány se simulacemi. V závěru je rozmyšlení nad realizací tzv. swing up procedury pro vyšvihnutí kyvadla z dolní do horní pozice.cs
dc.description.abstractThis diploma thesis deals with the problem of a double inverted pendulum on a cart made by Quanser company. In the beginning, its properties and limitations are described. The aim of the work is not only the design of the control stabilizing the pendulum in the upper position, but also the implementation of a new joint connecting both arms of the pendulum. This will ensure better mobility and open up further solution options. The joint mechanism printed on the 3D printer was designed to be as modular as possible and the arrangement was not only single-purpose. For better joint mobility, it is necessary to ensure wireless data transmission from the joint to the created receiving station. The information about the pendulum angle is sent back from the receiving station to the original measuring card from the manufacturer.The stabilization of the pendulum is done by LQR regulation. Therefore, it is necessary to derive a mathematical model and a state-space representation. Various friction models are also described, which can be used in the model creation. The parameters of the model are identified and the measured angles are compared with the simulations. In the end, there is a reflection on the implementation of the swing-up procedure for lifting the pendulum from the lower to the upper position.en
dc.description.mark2
dc.format74
dc.format.extent-
dc.identifier.signatureV 202204108
dc.identifier.urihttps://dspace.tul.cz/handle/15240/166245
dc.language.isocs
dc.relation.isbasedonrenewcommandlabelenumi[theenumi] beginarab item parLinear Double Inverted Pendulum. Quanser [online]. Quanser, 2021 [cit. 2021-10-5]. Dostupné z: https://www.quanser.com/products/linear-double-inverted-pendulum/.par item parMOHAMMAD ATAEI, ARASH KIYOUMARSI, MEHDI TORABIAN ISFAHANI a BEZAD MIRZAEIAN-DEHKORDI. The control of a double-pendulum system. In: 2007 International Conference on Control, Automation and Systems [online]. IEEE, 2007, 2007, s. 912-916 [cit. 2021-10-5]. Dostupné z: doi:10.1109/ICCAS.2007.4407033.par item parZÁHLAVA, Vít. Návrh a konstrukce desek plošných spojů: principy a pravidla praktického návrhu. Praha: BEN - technická literatura, 2010. ISBN 9788073002664.par item parKONIGSMARKOVA, Jana a Milos SCHLEGEL. Identification of n-link inverted pendulum on a cart. In: 2017 21st International Conference on Process Control (PC) [online]. IEEE, 2017, 2017, s. 42-47 [cit. 2021-10-11]. ISBN 978-1-5386-4011-1. Dostupné z: doi:10.1109/PC.2017.7976186.par endarab
dc.rightsVysokoškolská závěrečná práce je autorské dílo chráněné dle zákona č. 121/2000 Sb., autorský zákon, ve znění pozdějších předpisů. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem https://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou https://knihovna.tul.cz/document/26cs
dc.rightsA university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act. https://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics https://knihovna.tul.cz/document/26en
dc.rights.urihttps://knihovna.tul.cz/document/26
dc.rights.urihttps://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf
dc.subjectDvojité inverzní kyvadlocs
dc.subjectstavové řízenícs
dc.subject3D tiskcs
dc.subjectLQRcs
dc.subjectDouble inverted pendulumen
dc.subjectstate-space controlen
dc.subject3Dprinten
dc.subjectLQRen
dc.titleŘízení modelu dvoučlánkového inverzního kyvadlacs
dc.titleControl of a Linear Double Inverted Pendulum Modelen
dc.typediplomová prácecs
local.degree.abbreviationNavazující
local.degree.disciplineME-N
local.degree.programmeElektrotechnika a informatika
local.degree.programmeabbreviationN2612
local.department.abbreviationMTI
local.facultyFakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studiícs
local.faculty.abbreviationFM
local.identifier.authorM20000186
local.identifier.stag43081
local.identifier.verbis
local.identifier.verbis83163400-dac8-4f60-a082-d3a3d5bc9154
local.note.administratorsautomat
local.note.secrecyPovoleno ZverejnitPraci Povoleno ZverejnitPosudky
local.poradovecislo4108
Files
Original bundle
Now showing 1 - 5 of 5
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Diplomova_prace_Nejedly.pdf
Size:
5.99 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
VSKP
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Prilohy.zip
Size:
6.12 MB
Format:
Unknown data format
Description:
VSKP__priloha
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Nejedly_posudek_vedouciho_STAG.pdf
Size:
218.41 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek_vedouciho_VSKP
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Nejedly_posudek_oponenta_PUBLIC.pdf
Size:
3.9 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek_oponenta_VSKP
Loading...
Thumbnail Image
Name:
ProtokolSPrubehemObhajobySTAG.pdf
Size:
31.93 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Prubeh_obhajoby_VSKP