Přímovazební řízení pro kompenzaci nežádoucích vibrací kabiny výtahu

Jakub TVRZ

Bakalářská práce

Anti-vibration feedforward controll of an elevator

Anotace:

Cílem této práce je navrhnout přímovazební řízení s co nejlepším potlačením ne\-žá\-dou\-cích kmitů na straně kabiny výtahu a přitom využít možnosti dopředných filtrů přesně sledovat referenční trajektorii. Práce vychází z již zpracovaného projektu \cite{PARR5}, který si kladl za cíl vytvořit vhodný matematický model systému a navrhnout robustní řízení včetně generátoru trajektorie pomocí klasického PI regulátoru. Dále se v práci soustředím na vhodné navržení struktury přímovazebních filtrů problematické zejména z toho důvodu, že zpětnovazební smyčka je uzavřena přes jinou dynamiku, než která je skutečně řízena. Rovněž je řešen problém přepínání filtrů při nasazení na nelineární řídicí systém a jejich vysledování s účelem bezrázového přepínání. V návaznosti na to je použita linearizace podél trajektorie a časově proměnné přímovazební filtry. Oba tyto přístupy jsou porovnávány s robustním FIR filtrem. Další částí je experimentální identifikace reálného systému a aplikování teoretických výsledků a postupů pro navržení řídicího systému za pomoci REXYGENu. Poslední nadstavbou nad zadáním této práce je vytvoření řídicího algoritmu výtahu ve smyslu logiky přejezdu mezi jednotlivými patry a rovněž naprogramování responzivní aplikace pro komunikaci s REXYGENem pomocí REST API, skrz kterou lze model ovládat a sledovat vizualizaci v reálném čase.

Abstract:

The goal of this work is to design a feedforward control with the best possible suppression of unwanted vibrations on the side of the elevator cabin, while using the possibility of forward filters to accurately follow the reference trajectory. The work is based on the already completed project \cite{PARR5}, which aimed to create a suitable mathematical plants of the system and design a robust control including a trajectory generator using a classic PI controller. Furthermore, in my work, I focus on the appropriate design of the structure of feedforward filters, which is particularly problematic due to the fact that the feedback loop is closed through a different dynamic than the one that is actually controlled. There is also solved the problem of switching filters when it is deployed on a nonlinear control system and tracking them for smooth switching. Following this, linearization along the trajectory and time-varying feedforward filters are used. Both of these approaches are compared with a robust FIR filter. The next part is the experimental identification of the real system and the application of theoretical results and procedures for the design of the control system with the help of REXYGEN. The last extension to the assignment of this work is the creation of an elevator control algorithm in the sense of the logic of crossing between individual floors, as well as the programming of a responsive application for communication with REXYGEN using the REST API, through which the model can be controlled and the visualization monitored in real time.

Klíčová slova

výtah, přímovazební řízení, robustní regulace kmitavých systémů, gain-scheduling, tvarování reference, FIR filtr, linearizace podél trajektorie, bezrázové přepínání filtrů, tříhmotový systém, vizualizace, REXYGEN

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 22. 5. 2023

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Martin Goubej, Ph.D.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta aplikovaných věd

Bakalářský studijní program / obor:
Kybernetika a řídicí technika / Automatické řízení a robotika