Inverzní kyvadlo

Bc. Michal Třešňák

Diplomová práce

Inverted Pendulum

Anotace:

Tato práce se zabývá návrhem a realizací úlohy inverzního kyvadla. Základem jeho fyzického provedení je pojezd z inkoustové tiskárny EPSON. Původní krokový motor byl jako pohon zachován. Bylo však potřeba navrhnout nové řízení pomocí vhodné elektroniky. Nedílnou součástí přípravku je tak i mikroprocesor a rozhraní, které komunikuje s jakoukoliv měřící kartou s analogovými vstupy a výstupy v rozsahu 0-5V. Jako zpětná vazba slouží zpracovávaný signál z inkrementálního snímače, ke kterému je přimontováno samotné kyvadlo. Pro přiblížení reálného systému byl použit model, který zahrnuje základní mechanické parametry kyvadla. Systém má několik možností pohledu a způsobů řízení. V práci jsou probírány dvě nejzajímavější varianty, a to vyhoupnutí kyvadla a jeho balancování.

Abstract:

This thesis describes design and making of the inverted pendulum. The base of its physical form is the motion base of an inkjet printer EPSON. The origin stepper motor was the part of it. But, it was necessary to design a new electronic controller. One of the main parts is a microprocessor and an analog interface that provides signals in a range of 0-5V. An incremental sensor was used as a feedback of the position of the pendulum as an axe of rotation. Part of this thesis is also a model of a pendulum and also a measured model of the motion base. This system has several ways of control. This thesis includes two of them. The swing-up control, and balance control.

Klíčová slova

Inverzní kyvadlo, automatické řízení, balancování, vyhoupnutí, PID regulátor

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 4. 1. 2016

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 2. 2. 2016
• Vedoucí: Ing. Lukáš Hubka, Ph.D.

Technická univerzita v Liberci

Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií

Magisterský studijní program / obor:
Elektrotechnika a informatika / Automatické řízení a inženýrská informatika