Cílem této práce je implementace Kalmánova estimátoru do řídicího systému AMiNi4DS. Jsou zde popsány principy popisu systémů ve stavovém prostoru a estimace stavů. Následně je odvozen algoritmus výpočtu Kalmánova estimátoru, s ověřením souvisejících vztahů v prostředí MATLAB. Z funkce Kalmánova estimátoru je poté vytvořen modul, který je implementován do řídicího systému AMiNi4DS a ověřena jeho funkce.
Anotace v angličtině
The aim of this thesis is the implementation Kalman estimator to the control system AMiNi4DS. The principles of description of systems in state space and the state estimation are described there. Subsequently, the numerical algorithm of Kalman estimator is derived with verification of related equations in MATLAB. Then, from the function of Kalman estimator is created a module that is implemented into the control system AmiNi4DS and its functionality is verified.
Klíčová slova
estimace stavu, Kalmánův estimátor, řídicí systém
Klíčová slova v angličtině
state estimation, Kalman estimator, control system
Rozsah průvodní práce
63
Jazyk
CZ
Anotace
Cílem této práce je implementace Kalmánova estimátoru do řídicího systému AMiNi4DS. Jsou zde popsány principy popisu systémů ve stavovém prostoru a estimace stavů. Následně je odvozen algoritmus výpočtu Kalmánova estimátoru, s ověřením souvisejících vztahů v prostředí MATLAB. Z funkce Kalmánova estimátoru je poté vytvořen modul, který je implementován do řídicího systému AMiNi4DS a ověřena jeho funkce.
Anotace v angličtině
The aim of this thesis is the implementation Kalman estimator to the control system AMiNi4DS. The principles of description of systems in state space and the state estimation are described there. Subsequently, the numerical algorithm of Kalman estimator is derived with verification of related equations in MATLAB. Then, from the function of Kalman estimator is created a module that is implemented into the control system AmiNi4DS and its functionality is verified.
Klíčová slova
estimace stavu, Kalmánův estimátor, řídicí systém
Klíčová slova v angličtině
state estimation, Kalman estimator, control system
Zásady pro vypracování
Vytvořte programový modul implementující Kalmánův estimátor v malém řídicím systému AMiNi4DS a ověřte jeho funkci.
Teoretická část:
a) estimace stavu stavového modelu
b) Kalmánův estimátor stavu stochastického systému
Praktická část:
a) možnosti využití malého řídicího systému AMiNi4DS pro realizaci složitějších algoritmů
b) programová realizace modulu Kalmánova estimátoru pro AMiNi4DS
c) návrh a realizace ověření funkce vytvořeného programového modulu
Zásady pro vypracování
Vytvořte programový modul implementující Kalmánův estimátor v malém řídicím systému AMiNi4DS a ověřte jeho funkci.
Teoretická část:
a) estimace stavu stavového modelu
b) Kalmánův estimátor stavu stochastického systému
Praktická část:
a) možnosti využití malého řídicího systému AMiNi4DS pro realizaci složitějších algoritmů
b) programová realizace modulu Kalmánova estimátoru pro AMiNi4DS
c) návrh a realizace ověření funkce vytvořeného programového modulu
Seznam doporučené literatury
BALÁTĚ, Jaroslav. Automatické řízení. 2., přeprac. vyd. Praha: BEN, 2004, 663 s. ISBN 80-730-0148-9.
OGATA, Katsuhiko. Discrete-time control systems. 2nd ed. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice Hall, c1995, xi, 745 p. ISBN 01-303-4281-5.
Dokumentace k malému řídicímu systému AMiNi4DS dostupná na Malé řídicí systémy, programovatelné automaty - AMIT. AMIT, spol. sr.o. Http://www.amit.cz/redirect.htm [online]. 2014 [cit. 2014-10-01]. Dostupné z: http://www.amit.cz/cz/products/minicompacts.htm návod na obsluhu http://www.amit.cz/docs/cz/amini/amini4ds_g_cz_100.pdf
Seznam doporučené literatury
BALÁTĚ, Jaroslav. Automatické řízení. 2., přeprac. vyd. Praha: BEN, 2004, 663 s. ISBN 80-730-0148-9.
OGATA, Katsuhiko. Discrete-time control systems. 2nd ed. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice Hall, c1995, xi, 745 p. ISBN 01-303-4281-5.
Dokumentace k malému řídicímu systému AMiNi4DS dostupná na Malé řídicí systémy, programovatelné automaty - AMIT. AMIT, spol. sr.o. Http://www.amit.cz/redirect.htm [online]. 2014 [cit. 2014-10-01]. Dostupné z: http://www.amit.cz/cz/products/minicompacts.htm návod na obsluhu http://www.amit.cz/docs/cz/amini/amini4ds_g_cz_100.pdf
Přílohy volně vložené
1 CD ROM
Přílohy vázané v práci
ilustrace, grafy, schémata, tabulky
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Cílem diplomové práce bylo vytvořit programový modul implementující Kalmánův estimátor v malém řídicím systému AMiNi4DS a ověřit jeho funkci. Funkčnost navrženého algoritmu estimátoru byla simulačně ověřena v prostředí MATLABu a byly získány zkušenosti s vlivem volitelných parametrů na průběh estimovaného stavu. Funkčnost vytvořeného modulu prokázal diplomant experimentálně. S využitím pomocného systému, který umožňoval sledovat a zaznamenat hodnoty stavových veličin jak ve sledovaném zařízení tak i estimované hodnoty, provedl několik experimentů a vyhodnotil chování estimátoru. Diplomant splnil všechny cíle práce v plném rozsahu a zejména v teoretické části samostatně nastudoval danou problematiku nad rámec zadání.