Tento repozitář obsahuje řešení semestrální práce z předmětu KKY/LS2 na Katedře Kybernetiky, Fakulty aplikovaných věd, Západočeské univerzity v Plzni. Projekt se zaměřuje na analýzu, modelování, experimentální identifikaci a řízení mechatronického systému "pohon s pružnou zátěží".
Semestrální práce se skládá z následujících částí:
- Analýza systému, matematické modelování:
- Seznámení se s mechatronickým systémem “pohon s pružnou zátěží”.
- Odvození matematického modelu systému (pohybové rovnice a stavová reprezentace).
- Simulace odezvy systému na různé vstupy (skok, harmonické buzení).
- Diskuse o zjednodušení stavového modelu pro rychlostní výstupy na straně motoru a zátěže zavedením nového stavu “torze” - napětí v pružném prvku.
- Přechod z vnitřního popisu na vnější (přenosové funkce) a analýza frekvenčních charakteristik.
- Experimentální identifikace:
- Identifikace diskrétního přenosu P1d (moment motoru -> rychlost motoru) z naměřených dat.
- Určení odpovídajícího spojitého přenosu P1.
- Diskuse o zanedbání dopravního zpoždění a nejrychlejší nuly.
- Odhad fyzikálních parametrů systému z přenosové funkce.
- Zopakování postupu pro výstup měřený na straně zátěže (P2d a P2c).
- Výstupní zpětná vazba, PID regulace:
- Návrh PI regulátoru rychlostní smyčky s výstupem rychlosti motoru (loopshaping).
- Návrh PI regulátoru pro přenos P2 (rychlostní zpětná vazba ze strany zátěže).
- Návrh regulátoru polohy (kaskádní zapojení nebo PID regulátor).
- Demonstrace metody přiřazení pólů pro návrh rychlostní smyčky.
- Stavová zpětná vazba:
- Identifikace stavového modelu systému s jedním vstupem a dvěma výstupy (u = moment motoru, y1 = rychlost motoru, y2 = rychlost zátěže).
- Návrh lineárního stavového regulátoru (přímovazební a zpětnovazební varianta) technikou přiřazení pólů.
- Analýza citlivosti uzavřené smyčky a bezpečnost ve stabilitě.
- Návrh identického rekonstruktoru stavu a jeho propojení se stavovým regulátorem.
- Číslicové řízení, implementace na reálném systému:
- Realizace rychlostního nebo polohového regulátoru v prostředí systému reálného času REXYGEN.
- Otestování správné funkce regulátoru a porovnání s výsledky simulací.
Pro spuštění a implementaci projektu je potřeba:
- Matlab/Simulink: Pro simulace, identifikaci, návrh regulátorů a analýzu systému.
- System Identification Toolbox: Pro identifikaci modelů systému z naměřených dat.
- REXYGEN: Pro implementaci a testování řízení na reálném systému (volitelné).
- Ujistěte se, že máte nainstalovaný Matlab s potřebnými toolboxy (zejména System Identification Toolbox).
- Nainstalujte REXYGEN, pokud plánujete implementaci na reálném systému.
Poznámka: Konkrétní verze softwaru a případné další závislosti se mohou lišit v závislosti na konkrétním zadání a požadavcích předmětu.