FEDOR, F. Realizace mechatronické demonstrační pomůcky [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2023.
Práce pana Fedora byla na téma realizace mechatronické demonstrační pomůcky využívající PMSM pohonu s využitím vektorového řízení. Zadání vyžadující implementaci FOC do mikrokontroléru, volbu vhodné mechatronické pomůcky a její konstrukci je možné považovat za časově velmi náročné. Rozsah práce je 27 stran od úvodu po závěr. Text je přehledně rozvržen do kapitol a podkapitol věnující se postupně všem bodům zadání. V první části práce je provedena krátká rešerše, ve které je čtenář seznámen se třemi základními typy populárních mechatronických úloh a je vybrána úloha inverzního kyvadla se setrvačníkem. Druhá část je věnována základnímu popisu PMSM pohonu a dvěma základním typům řízení, tedy skalárnímu a vektorovému. Poslední, nejrozsáhlejší část se věnuje popisu hardwaru a softwaru použitého pro demonstraci vektorového řízení. Následně je popsána realizace vybrané mechatronické pomůcky včetně matematického modelu, výběru vhodného motoru využitím simulací, návrhu konstrukce, sestavení a testů. Nad rámec zadání je popsán pokus o regulaci pomůcky pomocí reléového řízení, díky kterému jsou nalezeny nedokonalosti navrženého řešení. Formální stránku práce kazí některé obrázky horší kvality (např. Obr. 1.1) a občasné překlepy (olvadače, standartní). Výsledná demonstrační pomůcka jako taková není dále využitelná z důvodů popsaných v rámci práce. To může být způsobeno nevhodným hardwarem, který si student nemohl vybrat. Dalším možným faktorem je nedostatek času ke konci semestru, který se projevil na rozsahu a kvalitě práce a nedovoloval dodatečné ladění parametrů pomůcky (např váha setrvačníku, volba jiného motoru, změna velikosti pomůcky, ladění PID regulátorů vektorového řízení). Použitá literatura obsahující odborné články poukazuje na uspokojivou práci se zdroji. Student aktivně a pravidelně konzultoval. Bezesporu splnil všechny body zadání. Práce celkově svědčí o bakalářských schopnostech studenta, navrhuji hodnocení B – 82.
Předložená Bakalářská práce se zabývá problematikou modelování a řízení inerciálního kyvadla. Úloha tohoto typu se skládá z mnoha vzájemně propojených částí, je značně komplexní a vyžaduje dokonalé zvládnutí jak teoretické přípravy, tak i praktické realizace řídicího algoritmu. Rozsahem 27 stran se práce řadí spíše mezi kratší. Členění a řazení jednotlivých kapitol není vždy vhodně zvoleno. Úvodní kapitola popisující jednotlivé mechatronické pomůcky se odkazuje na specifické vlastnosti motoru, které jsou uvedeny až v pozdějších kapitolách. Abstrakt práce je zcela shodný s úvodem práce. Některé části textu jsou zbytečně rozděleny do velice krátkých kapitol o několika řádcích. Úvodní kapitoly práce popisují jednotlivé varianty mechatronických pomůcek. Bez doprovodného obrázku je však obtížné si představit rozdíly mezi jednotlivými variantami. Popis kyvadla se setrvačníkem (inerciálního kyvadla) je značně zavádějící. Kyvadlo otáčející se o 360° má osu otáčení a koncový bod, nikoliv nejnižší bod. Rameno kyvadla je uchyceno otáčivě, pokud by bylo umístěno pohyblivě mohlo by se zdát, že se stejně jako u běžného kyvadla pohybovalo posuvně (což inerciální kyvadlo neumožňuje). Kapitoly o metodách řízení jsou napsány mnohem srozumitelněji. Číslované mini-kapitoly jsou nahrazeny tučnými nadpisy a text celkově působí ucelenějším dojmem. Navazující kapitoly o implementaci jsou příliš povrchní, nepopisují detailní aspekty implementace řízení na mikrokontroléru. Z popisu není zcela patrný podíl studenta na implementaci – z jaké části je řídicí algoritmus generovaný pomocí SW a z jaké části je kód napsán studentem. Tato připomínka byla poprvé vznesena už při obhajobě semestrální práce. Zcela zde chybí podrobný popis regulační struktury a použitého regulátoru. Lze předpokládat, že se jednalo a některou z variant PSD regulátorů, které nejsou pro tuto aplikaci nejvhodnější. Regulace pomocí PSD je sice proveditelná, ale velice špatně nastavitelná (soustava je nestabilní a nelineární). Sběr dat z mikrokontroléru byl proveden přes sériovou linku. Zvolená metoda není pro tuto aplikaci nejvhodnější. Použití přímého čtení specifické části paměti pomocí JTAG/SWD by bylo mnohem efektivnější. Model (nákres) inerciálního kyvadla zobrazený na Obr. 4.1 je příliš zjednodušený a vůbec nezohledňuje úhel/úhlovou rychlost mezi samotným ramenem kyvadla a setrvačníku. Jedná se o odlišné stavové veličiny, z nichž každá má vliv na kinetickou energii, která na rozdíl od potenciální závisí na úhlové rychlosti setrvačníku. Simulace regulovaného modelu soustavy se tím redukuje na „šťouchaní“ do koncového bodu kyvadla. Navazující kapitoly zabývající se výběrem motoru pomocí simulací se omezují na situaci, kdy dojde k napřímení kyvadla jedním momentovým pulzem. To je však extrémně obtížné bez krátkodobého přetížení motoru. Dle mého názoru by bylo možné v takto krátkém horizontu použít násobně větší hodnotu maximálního proudu, než udává výrobce. Další často používanou metodou napřímení je okamžité zastavení mechanickým zablokováním setrvačníku. Bohužel ani jedna varianta není v práci diskutována. Po kapitole o modelování soustavy následuje testování řízení na reálné soustavě bez ověření regulace na samotném modelu. Kapitolu s popisem testování vytvořené pomůcky následuje kapitola o doporučení dalšího postupu bez jakéhokoliv zhodnocení dosažených výsledků nebo dokonce popisu testovací metodiky. Z uvedených grafů je patrné, že regulace není schopná si poradit s výchylkou větší než 2°. Kvůli chybějícímu porovnání se simulací však není možné zjistit příčinu selhání regulace. Celkově je předložená bakalářská práce na podprůměrné úrovni. S přihlédnutím k obtížnosti přiděleného tématu hodnotím D 64 bodů.
eVSKP id 150785