Pokročilé metody modelování a řízení mechatronických systémů

Tomáš HURDZAN

Bachelor's thesis

Advanced methods for modelling and control of mechatronic systems

Abstract:

Tato práce se zabývá celým procesem návrhu vhodného řízení portálového jeřábu včetně vytvoření modelu systému. Model je odvozen ručním výpočtem pomocí Lagrangeovy metody, což je následně ověřeno výpočtem v Matlabu a Maplu. Model je pak sestaven i v Simscapu z bloků představujících reálné komponenty a výsledky jsou porovnány. Model systému je pak převeden do stavového popisu, na základě čehož bylo navrhnuto řízení stavovou zpětnou vazbou. Nakonec je řízená soustava implementována na mikropočítačích Raspberry Pi, což umožňuje simulace v reálném čase. Ty jsou poté porovnány se simulacemi na lokálním zařízení.

Abstract:

This thesis deals with the entire process of designing suitable control for a~portal crane, including the creation of a model of a plant. The model is derived through manual calculation using the Lagrange method, which is subsequently verified through computation in Matlab and Maple. The model is then assembled in Simscape using blocks representing real components and the results are compared. The system model is then converted to a state space model, based on which state feedback control is designed. Finally, the controlled system is implemented on Raspberry Pi microcomputers, enabling simulations in real-time, which are ultimately compared to simulations on a local device.

Keywords

portálový jeřáb, dvojité kyvadlo na vozíku, zpětnovazební řízení, stavová zpětná vazba, LQR regulátor, řízení v reálném čase, Lagrangeova mechanika

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 5. 2023

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Martin Čech, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Bachelor programme / field:
Cybernetics and Control Engineering / Automatic Control and Robotics