Tato diplomová práce se zaobírá řízením reálného procesu pomocí lineárně kvadratického (LQ) optimálního regulátoru, který je doplněn estimátorem stavu. Regulátor byl realizován s využitím jednočipového mikropočítače Arduino. Náplní práce bylo rovněž vyhodnocení regulačních pochodů v závislosti na nastavení pólů estimátoru stavu i volbě váhových matic LQ regulátoru. Pro odladění byly veškeré algoritmy nejprve testovány v prostředí MATLAB.
Anotace v angličtině
The diploma thesis deals with process control by means of the linear-quadratic (LQ) optimal controller with additonal state observer. The LQ controller and the state observer have been implemented by using simple Arduino microcomputer. The evaluation of quality of control, depending on the state observer and LQ controller settings, was one of goals of this thesis as well. As the first step, all algorithms were tested in MATLAB environment.
Klíčová slova
LQ regulátor, optimalizace, řízení procesů, automatizace, estimátor úplného řádu.
Klíčová slova v angličtině
LQ controller, Optimization, Process control, Automation, State observer.
Rozsah průvodní práce
81 s. (69 638), A-13, B-1
Jazyk
CZ
Anotace
Tato diplomová práce se zaobírá řízením reálného procesu pomocí lineárně kvadratického (LQ) optimálního regulátoru, který je doplněn estimátorem stavu. Regulátor byl realizován s využitím jednočipového mikropočítače Arduino. Náplní práce bylo rovněž vyhodnocení regulačních pochodů v závislosti na nastavení pólů estimátoru stavu i volbě váhových matic LQ regulátoru. Pro odladění byly veškeré algoritmy nejprve testovány v prostředí MATLAB.
Anotace v angličtině
The diploma thesis deals with process control by means of the linear-quadratic (LQ) optimal controller with additonal state observer. The LQ controller and the state observer have been implemented by using simple Arduino microcomputer. The evaluation of quality of control, depending on the state observer and LQ controller settings, was one of goals of this thesis as well. As the first step, all algorithms were tested in MATLAB environment.
Klíčová slova
LQ regulátor, optimalizace, řízení procesů, automatizace, estimátor úplného řádu.
Klíčová slova v angličtině
LQ controller, Optimization, Process control, Automation, State observer.
Zásady pro vypracování
S využitím vhodné vývojové desky s jednočipovým počítačem bude vytvořen diskrétní regulátor typu LQ s estimátorem stavu pro řízení reálného procesu. Proces je modelován přenosem vyššího řádu. Parametry přenosové funkce budou určeny identifikací z měřených dat. Vlastnosti řídicího systému budou experimentálně ověřeny.
Teoretická část bude obsahovat uvedení do problematiky a popis využitých metod. Praktická část bude obsahovat naměřené odezvy v podobě grafů a výpočetní skripty.
Zásady pro vypracování
S využitím vhodné vývojové desky s jednočipovým počítačem bude vytvořen diskrétní regulátor typu LQ s estimátorem stavu pro řízení reálného procesu. Proces je modelován přenosem vyššího řádu. Parametry přenosové funkce budou určeny identifikací z měřených dat. Vlastnosti řídicího systému budou experimentálně ověřeny.
Teoretická část bude obsahovat uvedení do problematiky a popis využitých metod. Praktická část bude obsahovat naměřené odezvy v podobě grafů a výpočetní skripty.
Seznam doporučené literatury
KUBÍK, S.; KOTEK, Z.; STREJC, V.; ŠTECHA, J. Teorie automatického řízení I. Praha: SNTL, 1982.
STENGEL, R.F. Stochastic Optimal Control: Theory and Application. New York: Wiley, 1986.
Seznam doporučené literatury
KUBÍK, S.; KOTEK, Z.; STREJC, V.; ŠTECHA, J. Teorie automatického řízení I. Praha: SNTL, 1982.
STENGEL, R.F. Stochastic Optimal Control: Theory and Application. New York: Wiley, 1986.
Přílohy volně vložené
CD ROM
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
V rámci praktické části byl identifikován reálný systém a byl navržen LQ regulátor s estimátorem stavu. Chování bylo nejprve ověřeno simulací, v druhé fázi byl regulátor realizován na bázi mikropočítačového modulu. Tím byly splněny všechny cíle práce. Teoretická část práce obsahuje poměrně rozsáhlý přehled vybraných souvislostí z teorie řízení.