Stabilizace a řízení inverzního kyvadla

Ing. Soňa Šafářová

Diplomová práce

Stabilization and control of inverted pendulum

Anotace:

Diplomová práce se zabývá stabilizací inverzního kyvadla, jehož fyzická podoba je realizována jako robot sestavený ze stavebnice LEGO Mindstorms Education, který balancuje na dvou motory poháněných kolech. Pro stabilizaci je použit fuzzy regulátor aplikující principy fuzzy logiky, který na základě vyhodnocení aktuálního stavu generuje akční signál. V úvodu diplomové práce je rozebrán samotný problém inverzního kyvadla, dále pak možné způsoby měření potřebných vstupních hodnot a způsoby stabilizace. Druhá část práce se podrobně věnuje principu stabilizace robota fuzzy regulátorem, od struktur lingvistických proměnných až po samotný řídicí algoritmus. Následuje popis praktické části od nastavení proměnných prostředí počítače a vývojového prostředí až po ovládání vytvořených programových částí. V závěru práce jsou zhodnoceny výsledky fuzzy řízení.

Abstract:

This thesis deals with stabilisation of inverted pendulum, physical appearance of which is realised as a robot built from LEGO Mindstorms Education and which balances on wheels powered by two motors. Fuzzy regulator applying principles of fuzzy logic, which generates action signal based on evaluation of current state, is used for stabilisation. In the introduction of the thesis the problematic of inverted pendulum, possible methods of measuring of necessary input data and a way of stabilization are analysed. Next part deals in detail with principle of stabilization of the robot by fuzzy regulator, from structures of linguistic variables to the control algorithm itself. A description of the practical part follows from setting the computer environment variables and developing environment to controlling generated program part. In the conclusion of the thesis, the results of fuzzy control are evaluated.

Klíčová slova

Inverzní kyvadlo, fuzzy, Java, leJOS NXJ, LEGO Mindstorms Education, NXT

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 17. 5. 2013

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 19. 6. 2013
• Vedoucí: doc. Ing. Petr Doležel, Ph.D.

Univerzita Pardubice

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Magisterský studijní program / obor:
Informační technologie / Informační technologie