Alulirányított mechatronikai rendszer irányítása

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Kiss Bálint
Irányítástechnika és Informatika Tanszék

A szakdolgozat tárgya egy komplex nemlineáris alulirányított mechatronikai rendszer, az Amira által gyártott ”Amira BW500 Ball and Beam System”, egy ún. „lejtőn guruló golyó” irányítása különféle módokon. Az alulirányított rendszerek (melyeknek jellegzetessége, hogy a beavatkozó szervek száma kevesebb, mint az általánosított koordináták száma) szerepe manapság egyre nagyobb, ilyen rendszer például a helikopter, a különböző földi járművek, mobilis robotok, anyagmozgató daruk stb.

A vizsgált berendezés legfontosabb részei egy változtatható dőlésszögű lejtő és egy rajta szabadon guruló golyó. A rendszer egyetlen bemenete a lejtő szögét befolyásoló nyomaték, míg a szabadsági fokok száma kettő, a lejtő aktuális szöge és a golyó pozíciója. Mindkét kimenet irányítható, de a szabályozott jellemzőnek a golyó pozícióját tekintjük. Ez a berendezés megtalálható a tanszék Intelligens robotok laboratóriumában, így a szakdolgozat készítése során az elméleti munka mellett lehetőségem volt a valós rendszeren is dolgozni.

A szenzorok és a beavatkozó szerv rendelkezésre állnak, a dolgozat tárgya a golyó pozíciójának szabályozása. A rendszeren két különböző fajta irányítás kerül implementálásra: egy két PID szabályozóból álló kaszkád struktúra, és egy szintén kaszkád, a PID mellett korszerű fuzzy irányítást tartalmazó megvalósítás. Az egyes szabályozási körök esetén a dolgozat kitér a modell identifikációjára, a szabályozó tervezésére, a rendszeren való implementálásra, majd a performancia- és robusztusság-vizsgálatra. Mindezek után implementálásra kerül egy alapfokú adaptivitás is, melynek segítségével különböző tömegű golyók irányítása végezhető.

Munkám során a Matlab/Simulink (Matlab R12 az irányításhoz és egy újabb verzió az egyéb feladatokhoz) és a dSpace ControlDesk szoftvereket használtam.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.