HIL simulátor pro analýzu a demonstraci chytrých algoritmů řízení pohybu jeřábů

Bc. Milan VOSÁHLO

Master's thesis

HIL simulator for analysis and demonstration of smart control algorithms for overhead cranes

Abstract:

Tato práce se zabývá tvorbou Hardware-In-The-loop simulátoru portálového jeřábu a tím i celým X-In-the-Loop procesem. Začíná odvozením matematického modelu jeřábu, jeho validací, návrhem PID regulátoru a zapojením vstupně-tarovacího filtru pro utlumení houpání nákladu. Tento systém byl otestován v prostředí Simulink jako Model-In-the-Loop a poté v Rexygenu v reálném čase v Software-In-the-Loop konfiguraci. Nakonec je model systému a regulátoru spuštěn jako HIL na dvou počítačích, které spolu komunikují přes Modbus a analogově (pro emulaci řídícího signálu a senzorů). K tomu vykresluje HIL simulující systém 3D vizualizaci a HIL s regulátorem hostuje webové rozhraní pro ovládání systému.

Abstract:

This thesis is creating a Gantry crane Hardware-In-the-Loop simulator by following through the X-In-the-Loop process. It begins with mathematical model derivation and validation and PID controller tuning and input-shaper to cancel oscillations, is tested in Simulink in Model-In-the-Loop configuration, then in Rexygen in real-time simulation as a Software-In-the-Loop and ends as a HIL simulator of the system and another one of the controller with communication via Modbus and analog signal for control and sensor emulation. It also boasts 3D visualisation as part of the system HIL and web human-machine-interface to command the controller.

Keywords

HIL Simulace, MBSE, Vstupně-tvarovací filtry, XIL proces, Portálový Jeřáb, 3D Vizualizace, Uživatelské rozhraní, Monarco HAT

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 7. 2020

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Martin Čech, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Master programme / field:
Applied Sciences and Computer Engineering / Cybernetics and Control Engineering