Řízení inverzního kyvadla se servopohonem pomocí programovatelného automatu

Tomáš Trecha

Diplomová práce

Control of an Inverse Pendulum Using Programmable Controller

Anotace:

Tato práce se zabývá úlohou řízení inverzního kyvadla, jehož reálný model je umístěn v laboratoři NK317. Práce obsahuje popis a rozbor jednotlivých částí reálného modelu. Je provedena verifikace simulovaného a reálného modelu. V této práci je provedena identifikace systému inverzního kyvadla. K získání matematického modelu jsou použity Lagrangeovy rovnice druhého druhu. V programu Simulink je provedeno vytvoření nelineárního modelu ze získaných rovnic a následná simulace. Poté je provedena linearizace systému okolo pracovního bodu. Je zde popsán způsob, jak kyvadlo přemístit z dolní polohy do horní a v této poloze jej stabilizovat. K tomuto účelu je proveden návrh řízení fuzzy regulací a kvadraticky optimálním regulátorem.

Abstract:

The thesis deals with the problem regarding kontrol of an inverted pendulum whose real model is situated in the laboratory NK317. The work contains the description and the analysis of particular parts of the real model. The verification of the simulated and the real model is also realised. In this work the identification of an inverted pendulum system is realised. To gain the mathematical model the second type of Lagrange equation is used. In program Simulink the creation of the nonlinear model from obtained equations and the resulting simulation are realised. Afterwards the system linearization about an equilibrium point is realised. It is described how to transfer the pendulum from its down position to its up position and how to stabilize it here. For this purpose the proposal of the control by the Fuzzy Logic Control and by the Quadratic Optimal Controller.

Klíčová slova

inverzní kyvadlo, programovatelný automat, servozesilovač ACOPOS, Automation Studio Target for Simulink, Lagrangeovy rovnice druhého druhu, fuzzy regulace, kvadratický optimální stavový regulátor

Keywords

Inverted pendulum, Programmable Logic Controller, Servo Drive ACOPOS, Automation Studio Target for Simulink, the second type Lagrange equation, Fuzzy Logic Control, Quadratic Optimal Controller

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 6. 5. 2011

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 30. 5. 2011
• Vedoucí: Jiří Koziorek
• Oponent: Štěpán Ožana

VŠB - Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Magisterský studijní program / obor:
Elektrotechnika / Měřicí a řídicí technika