Tato práce pojednává o problematice prediktivního řízení modelu reálného systému magnetické levitace CE152. Část práce byla věnována vytvoření modelu systému magnetické levitace, který by měl věrně vystihovat chování tohoto systému. Další částí bylo nalezení algortimů použitelných pro tento řízený systém a jejich následná aplikace a testování na modelu a posléze i na reálném systému. Pro simulace a řízení bylo použito programové prostředí MATLAB/SIMULINK.
Anotace v angličtině
This thesis discusses issues of predictive control of the real-time system of magnetic levitation model CE152. One part of this thesis was dedicated to the creation of a model of the magnetic levitation system, that should sufficiently reflect behaviour of this system. Other part consisted in finding proper algorithms suitable for this controlled system, their application and testing on created model and later even on the real system. For simulations and control programming environment MATLAB/SIMULINK was used.
Magnetic levitation, Maglev, Predictive control, MPC, Control, Simulation, Modelling, Regulation, CE152, State observer
Rozsah průvodní práce
70 s.
Jazyk
CZ
Anotace
Tato práce pojednává o problematice prediktivního řízení modelu reálného systému magnetické levitace CE152. Část práce byla věnována vytvoření modelu systému magnetické levitace, který by měl věrně vystihovat chování tohoto systému. Další částí bylo nalezení algortimů použitelných pro tento řízený systém a jejich následná aplikace a testování na modelu a posléze i na reálném systému. Pro simulace a řízení bylo použito programové prostředí MATLAB/SIMULINK.
Anotace v angličtině
This thesis discusses issues of predictive control of the real-time system of magnetic levitation model CE152. One part of this thesis was dedicated to the creation of a model of the magnetic levitation system, that should sufficiently reflect behaviour of this system. Other part consisted in finding proper algorithms suitable for this controlled system, their application and testing on created model and later even on the real system. For simulations and control programming environment MATLAB/SIMULINK was used.
Magnetic levitation, Maglev, Predictive control, MPC, Control, Simulation, Modelling, Regulation, CE152, State observer
Zásady pro vypracování
Vypracujte literární rešerši zabývající se algoritmy prediktivního řízení. Zvláštní pozornost věnujte algoritmům použitelným pro rychlé systémy.
Na základě matematicko-fyzikální analýzy vytvořte matematický model laboratorní soustavy systému CE152 magnetická levitace.
V prostředí MATLAB / Simulink vytvořte model systému CE152 magnetická levitace. Model porovnejte s reálným systémem a případně jej upravte, aby byla dosažena co nejlepší shoda v chování.
Navrhněte vhodné algoritmy prediktivního řízení pro simulinkový model systému CE152.
Algoritmy prediktivního řízení, které prokázaly dobré simulační výsledky, otestujte na reálném systému CE152 a zhodnoťte dosažené výsledky.
Zásady pro vypracování
Vypracujte literární rešerši zabývající se algoritmy prediktivního řízení. Zvláštní pozornost věnujte algoritmům použitelným pro rychlé systémy.
Na základě matematicko-fyzikální analýzy vytvořte matematický model laboratorní soustavy systému CE152 magnetická levitace.
V prostředí MATLAB / Simulink vytvořte model systému CE152 magnetická levitace. Model porovnejte s reálným systémem a případně jej upravte, aby byla dosažena co nejlepší shoda v chování.
Navrhněte vhodné algoritmy prediktivního řízení pro simulinkový model systému CE152.
Algoritmy prediktivního řízení, které prokázaly dobré simulační výsledky, otestujte na reálném systému CE152 a zhodnoťte dosažené výsledky.
Seznam doporučené literatury
KWON, W a S HAN. Receding horizon control: model predictive control for state models. London: Springer, 2005, xiv, 380 s. ISBN 1-84628-024-9.
MACIEJOWSKI, Jan Marian. Predictive control: with constraints. 1st ed. Harlow: Prentice Hall, 2002, xviii, 331 s. ISBN 0201398230.
CAMACHO, E a Carlos BORDONS. Model predictive control. 2nd ed. London: Springer, c2007, xxii, 405 s. ISBN 1-85233-694-3.
KVASNICA, Michal. Real-time model predictive control via multi-parametric programming: theory and tools. Saarbrücken: VDM Verlag, 2009, xiv, 249 s. ISBN 978-3-639-20644-9.
ALLGÖWER, Frank a Alex ZHENG. Nonlinear model predictive control. Basel: Birkhäuser Verlag, 2000, vii, 472 s. ISBN 3764362979.
NELLES, Oliver. Nonlinear system identification: from classical approaches to neural networks and fuzzy models. Berlin: Springer, c2001, xvii, 785 s. ISBN 3-540-67369-5.
QIN, Yemei, Hui PENG, Wenjie RUAN, Jun WU a Jiacheng GAO. A modeling and control approach to magnetic levitation system based on state-dependent ARX model. Journal of Process Control. 2014, vol. 24, issue 1, s. 93-112. DOI: 10.1016/j.jprocont.2013.10.016. Dostupné z: http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0959152413002230
BÄCHLE, Thomas, Sebastian HENTZELT a Knut GRAICHEN. Nonlinear model predictive control of a magnetic levitation system.Control
Seznam doporučené literatury
KWON, W a S HAN. Receding horizon control: model predictive control for state models. London: Springer, 2005, xiv, 380 s. ISBN 1-84628-024-9.
MACIEJOWSKI, Jan Marian. Predictive control: with constraints. 1st ed. Harlow: Prentice Hall, 2002, xviii, 331 s. ISBN 0201398230.
CAMACHO, E a Carlos BORDONS. Model predictive control. 2nd ed. London: Springer, c2007, xxii, 405 s. ISBN 1-85233-694-3.
KVASNICA, Michal. Real-time model predictive control via multi-parametric programming: theory and tools. Saarbrücken: VDM Verlag, 2009, xiv, 249 s. ISBN 978-3-639-20644-9.
ALLGÖWER, Frank a Alex ZHENG. Nonlinear model predictive control. Basel: Birkhäuser Verlag, 2000, vii, 472 s. ISBN 3764362979.
NELLES, Oliver. Nonlinear system identification: from classical approaches to neural networks and fuzzy models. Berlin: Springer, c2001, xvii, 785 s. ISBN 3-540-67369-5.
QIN, Yemei, Hui PENG, Wenjie RUAN, Jun WU a Jiacheng GAO. A modeling and control approach to magnetic levitation system based on state-dependent ARX model. Journal of Process Control. 2014, vol. 24, issue 1, s. 93-112. DOI: 10.1016/j.jprocont.2013.10.016. Dostupné z: http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0959152413002230
BÄCHLE, Thomas, Sebastian HENTZELT a Knut GRAICHEN. Nonlinear model predictive control of a magnetic levitation system.Control
Přílohy volně vložené
DVD ROM
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Diplomant odprezentoval před komisí hlavní cíle a výsledky své diplomové práce. Způsob pojetí prezentace výsledků byl po grafické i verbální stránce na velmi dobré úrovni. Následně byl student seznámen s posudky vedoucího a oponenta bakalářské práce. Diplomant postupně odpověděl na otázky oponenta práce.
Komise vznesla k obhajobě následující dotazy:
1) Prof. Pokorný: Jaký je rozdíl mezi experimentem a simulací?
2) Prof. Víteček: Jak jste volil parametry Kalmanova filtru?
3) Prof. Víteček: Podle jakých kritérií jste volil parametry regulátorů?
4) Prof. Víteček: Jaké jsou póly přenosu?
5) Prof. Prokop: Co znamená zkratka GPC?
6) Prof. Prokop: V jakém tvaru byl vytvořen model?
Na uvedené dotazy odpovídal student pohotově bez zaváhání.