Laboratorní úloha řízení náklonu ramene tahem vrtule
Loading...
Date
Authors
Hindrich, Tomáš
ORCID
Advisor
Referee
Mark
C
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato práce se zabývá návrhem a realizací modelu soustavy, kde regulovanou veličinou je náklon ramene. Cílem je stabilizovat polohu ramene ve vodorovné poloze. Jeho poloha je ovládána pomocí změny tahu vrtule. Pro řízení otáček BLDC motorku, který společně s vrtulí vytváří tah jsou použity tři typy regulátorů PID, fuzzy PID a LQI regulátor. Všechny regulátory jsou navrženy a otestovány v softwaru Matlab/Simulink, kde řídí matematický model soustavy, následně je vytvořen firmware pro STM32F446RE obsahující regulátory naprogramované v jazyce C. Poté je vytvořen UI v C# .Net Frameworku pro ovládání reálné soustavy uživatelem. Všechny regulátory jsou pak zprovozněny na reálné soustavě a porovnány mezi sebou. Model bude následně sloužit k testování různých typů regulátorů ve výuce.
This master thesis deals with the development and design of pendulum arm where the controlled variable is pitch of the arm. The goal is to stabilize the position of the arm in a horizontal position. Its position is controlled by changing the thrust of the propeller. Three types of controllers, PID, fuzzy PID and LQI controller are used to control the speed of the BLDC motor, which creates thrust together with the propeller. All controllers are designed and tested in Matlab/Simulink software, where the mathematical model of the system is controlled by them, then firmware for STM32F446RE containing controllers programmed in C language is created. For controlling the real system by user, the UI is created in C# .Net Framework. All controllers are then tested and tuned in order to be able to run on a real system and compared with each other. The model will then be used to test different types of controllers in teaching.
This master thesis deals with the development and design of pendulum arm where the controlled variable is pitch of the arm. The goal is to stabilize the position of the arm in a horizontal position. Its position is controlled by changing the thrust of the propeller. Three types of controllers, PID, fuzzy PID and LQI controller are used to control the speed of the BLDC motor, which creates thrust together with the propeller. All controllers are designed and tested in Matlab/Simulink software, where the mathematical model of the system is controlled by them, then firmware for STM32F446RE containing controllers programmed in C language is created. For controlling the real system by user, the UI is created in C# .Net Framework. All controllers are then tested and tuned in order to be able to run on a real system and compared with each other. The model will then be used to test different types of controllers in teaching.
Description
Keywords
Kyvadlo, Rameno řízené tahem vrtule, PID, Fuzzy PID, LQI, STM32, Řízení otáček bezkomutátorového motoru, Dopředný regulátor s aproximací funkce sinus., Pendulum, Arm pitch control by propeller thrust, PID, Fuzzy PID, LQI, STM32, Brushless motor speed control, Feedforward controller with sine function approximation.
Citation
HINDRICH, T. Laboratorní úloha řízení náklonu ramene tahem vrtule [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
doc. Ing. Radek Knoflíček, Dr. (člen)
Ing. Vladimír Dokoupil, CSc. (člen)
Ing. Rostislav Huzlík, Ph.D. (člen)
Ing. Roman Dvořák (člen)
prof. Dr. Ing. Jiří Marek, Ph.D., DBA, FEng. (předseda)
doc. Ing. Zdeněk Bradáč, Ph.D. (místopředseda)
Date of acceptance
2024-06-17
Defence
Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky.
Student obhájil diplomovou práci s výhradami a odpověděl na otázky členů komise a oponenta.
Otázky:
historie PID
Veličiny pro stabilizaci -
Tolerance pro drážky pro kroužky
Kontrola stabilizace regulátoru , linearita a nelinearita soustavy
Měření úhlu natočení,
Měření tahu motoru - schéma.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení