Řízení pohybu rotačního inverzního kyvadla

Abstract

Cieľom predkladanej diplomovej práce je modelovanie a návrh prípravku inverzného kyvadla. Rozoberá matematický model rotačného kyvadla, modelovanie BLDC motorov a tiež 3D modelovanie prípravku. Na riadenie kyvadla bol vytvorený jednoduchý riadiaci algoritmus v podobe stavového regulátoru. Spomenuté sú aj spôsoby vyšvihnutia kyvadla do polohy zvislo nahor. Získaný matematický model je použitý na oživenie 3D modelu, za pomoci Simscape toolboxu. Práca sa zaoberá BLDC motormi a ich riadením v podobe vektorového riadenia. Algoritmus je implementovaný na platforme CompactRIO. Následne je vytvorený návrh hardware s mikrokontrolérom od spoločnosti STMicroelectronis, ktorý je plne schopný nahradiť CompactRIO platformu.

The goal of this work is modelling and design of an inverted pendulum prototype. The work presents a mathematical model of a rotary pendulum, modelling of a BLDC motors and also a 3D model of the pendulum prototype is present. The work mentions design of the state space controller and swing up control of the inverted pendulum. Dynamics obtained from the mathematical model is used to create a 3D dynamic model of a pendulum, with the use of the Simscape toolbox. The work deals with control of a BLDC motors with use of vector control. The algorithm is implemented on the CompactRIO platform. Later, hardware is developed, containing STMicroelectronis microcontroller, capable of replacing the CompactRIO platform.