Prediktivní regulátor na RTX systému

Bc. Filip Procházka

Diplomová práce

Predictive control on RTX system

Anotace:

Diplomová práce se zabývá realizací vybraných regulačních struktur na osobním počítači s operačním systémem Windows 7 v reálném čase. V práci jsou ukázány možnosti využití komerční aplikace Real-time Extension (RTX) od firmy IntervalZero v oblasti regulace, která umožňuje transformovat operační systém na systém reálného času. Hlavním cílem práce je ověřit výpočetní vlastnosti dnešních procesorů, které jsou součástí osobních počítačů. To bude prověřeno především u prediktivního řízení, kde je nutné u systémů s rychlou dynamikou provádět náročné výpočty v řádech ms. Pro prediktivní regulaci byla použita metoda Dynamic matrix control, která využívá přechodovou charakteristiku jako model. Mimo hlavní body práce byly realizovány také základní regulační struktury, aby se autor práce seznámil s prací nadstavby RTX. Stanoveným cílem práce byla také přenositelnost aplikace mezi různými systémy, tzn. bez nutnosti úpravy zdrojového kódu. Samotné ovládání celé úlohy je umožněno pomocí vytvořeného grafického rozhraní v Labview, kde je možné zvolit daný typ regulátoru a nastavit jeho parametry. Komunikace mezi grafickým rozhraním a řídicí částí aplikace pak probíhá pomocí protokolu TCP/IP, který bylo realizováno s využitím vytvořené virtuální síťové karty, která je součástí nadstavby realizující systém reálného času.

Abstract:

Masters thesis is concerned with the realisation of chosen control structures in real time on a personal computer with operation system windows 7. In thesis there are shown possibilities of using commercial application Real-time Extension from company IntervalZero in the area of regulation, which allows the transformation of operation system to system in real time.The main goal of the thesis is to verify computing properties of today´s processors, which are built in current personal computers. This will be examined mostly by predictive controls with systems with fast-paced dynamics, which requires difficult calculations in very short time (ms). For predictive control there was used the method of Dynamic matrix control, which uses step response as a model. Out of the main goals of thesis there were realized basic control structures, for author to get to know how to work with RTX. One of the goals of the thesis was portability of application between different system without a need of editing source code. Control of whole task itself is enabled by graphical interface created in Labview, which allows the possibility of choosing a specific type of regulator and set its parameters.The Communication between graphical interface and directing part of the application is running via TCP/IP protocol, which was created by using the virtual network card.

Klíčová slova

Real-time Extension, systém reálného času, prediktivní řízení, PID regulace, regulace s vnitřním modelem, Labview

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 16. 5. 2016

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 14. 6. 2016
• Vedoucí: Ing. Tomáš Náhlovský, Ph.D.

Technická univerzita v Liberci

Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií

Magisterský studijní program / obor:
Elektrotechnika a informatika / Mechatronika