PAUKNER, J. Modelování a řízení laboratorní soustavy nádrží [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2025.
Téma bakalářské práce pana Pauknera odpovídá standardní náročnosti bakalářské úrovně, zejména s ohledem na praktický charakter zadání. Tomu přibližně odpovídá i rozsah práce – 69 stran od úvodu po závěr. Všechny body zadání považuji za splněné. Práce je rozdělena do sedmi kapitol, které na sebe logicky navazují. První dvě kapitoly představují teoretický úvod, zbylé se pak věnují postupnému popisu regulované soustavy, sestavení jejího modelu a následné identifikaci parametrů. Další kapitoly popisují návrh regulátorů a jejich ověření a porovnání. Po formální stránce je práce zpracována přehledně, grafická úroveň je převážně dobrá – zaznamenal jsem pouze jeden obtížně čitelný obrázek. Slabší stránkou práce je však jazyková úroveň. Text místy trpí neodborným výrazivem, rozsáhlými souvětími a výskytem pravopisných chyb. Po obsahové stránce je práce solidně zvládnutá, byť by si zasloužila opřít se o více relevantních odborných zdrojů. Studentovi se podařilo zprovoznit soustavu nádrží a úspěšně ji propojit s prostředím Simulink. Sestavil funkční model řízené soustavy a navrhl pro ni celkem tři regulátory. Nad rámec zadání navrhl také regulaci dvou hladin. Implementovaný model i způsob komunikace jsou znovupoužitelné i mimo rámec této práce. Za hlavní slabinu považuji způsob stanovení parametrů modelu a regulátorů. Student postupoval převážně heuristicky, bez využití standardních metod identifikace nebo nastavení regulátorů, ač k tomu měl nástroje z předchozího studia. Student na práci pracoval průběžně a svědomitě, konzultací využíval v přiměřené míře. Určitou nevýhodou bylo pozdní zahájení psaní práce, což se promítlo do jazykové úrovně textu. Včasnější revize by umožnila odstranit některé formální i stylistické nedostatky. Přes uvedené výhrady se domnívám, že práce svědčí o bakalářských schopnostech studenta, a proto ji doporučuji k obhajobě. Navrhuji hodnocení 79 bodů a známku C (dobrý).
Cílem bakalářské práce pana Pauknera bylo zprovoznění soustavy nádrží a návrh regulátorů, které by dokázaly řídit výšku hladiny. Pro ovládání čerpadel a měření výšky hladin z PC byla použita platforma od National Instruments. Práce se dále zabývala vytvořením nelineárního modelu popisujícího chování soustavy nádrží, následnou linearizací soustavy a návrhem jednoduchých regulátorů pro tuto soustavu. Práce je logicky členěna a popisuje činnost studenta. Práce mírně přesahuje doporučený rozsah, od úvodu po závěr má 59 stran, avšak obsahuje značné množství obrázků. (Je třeba poznamenat, že elektronická a tištěná verze mají odlišné číslování stran, neboť do tištěné verze byly vkládány prázdné strany tak, aby každá kapitola začínala na pravé straně.) Po formální stránce je práce místy psána neodborně, za zmínku stojí druhá polovina strany 42 (strana 32 v elektronické verzi), a je zde možné nalézt i značné množství překlepů (Rovnice 5.7 je stále špatně, jako v semestrální práci, přestože byla chyba při obhajobě řešená). Práce s literaturou je na dobré úrovni, student čerpal především ze skript a využil také publikaci popisující podobný fyzikální model, jehož diferenciální rovnice byly převzaty a upraveny. Obrázky obsažené v práci jsou převážně čitelné, i když by výrazně pomohlo, kdyby byly vloženy ve vektorové formátu. Po odborné stránce lze konstatovat, že student splnil všechny body zadání. Podařilo se mu zprovoznit fyzikální soustavu a také komunikaci mezi PC a zařízením National Instruments. Provedl kalibraci snímačů hladiny a měřená data použil pro identifikaci soustavy. Plnění a přelévání mezi nádržemi je identifikováno přesně, model odpovídá reálné soustavě. Naproti tomu vypouštění nádrže je popsáno pouze jednoduchou aproximací, i když z naměřených průběhů je patrná značná nelinearita v oblasti nízkých hladin. Ta není v použitých rovnicích zahrnuta, z čehož vyplývá, že úplná shoda by nebyla dosažitelná, nicméně pro návrh regulátoru je soustava identifikována dostatečně. V práci chybí informace o tom, jak byly nastaveny jednotlivé ventily soustavy. Rovnice 5.4–5.6, které byly použity pro návrh regulátoru, popisují přítok do krajních nádrží, ze kterých voda přetéká do prostřední, na které je otevřený výpustný ventil. Tento popis však v práci chybí. Linearizace popsaná v kapitole 6.1 se bohužel zdá být chybná. Výsledné přenosy soustavy 6.16–6.20 mají integrální charakter, přičemž nádoba s otevřeným výpustným ventilem by měla mít charakter dolní propusti. Tento přenos byl rovněž použit pro návrh regulátoru, z čehož vyplývá, že dosažené výsledky by mohly být výrazně lepší při použití správného modelu soustavy. Pro návrh regulátoru byl použit sisotool a parametry byly určeny heuristicky, namísto využití některé ze standardních metod návrhu regulátorů. Nicméně navržené regulátory dokáží hladinu v nádrži regulovat. Implementace regulátoru s gain scheduling mi připadá poměrně nevhodná, neboť jsou paralelně počítány čtyři regulátory (s vlastními integrátory) a následně je podle aktuální výšky hladiny rozhodnuto, který regulátor se reálně připojí na výstup. V tomto případě není brán ohled na beznárazové přepínání ani na lineární interpolaci mezi parametry. Jeden regulátor s proměnnými parametry by byl výpočetně jednodušší než implementované řešení. Porovnání jednotlivých regulátorů je poměrně obtížné, protože pro každý regulátor je použit jiný průběh žádané hodnoty. Výjimkou je Obrázek 6.11, který právě regulátory simulačně porovnává. Na reálné soustavě již regulátory obdobným způsobem porovnány nejsou. Navzdory nedokonalostem v práci je možné vidět vlastní práci studenta, která dle mého názoru odpovídá schopnostem bakaláře, a proto práci doporučuji k obhajobě s hodnocením 71b C.
eVSKP id 168033