Inverz inga irányítása a differenciális simaság egy alkalmazásával

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Stumpf Péter Pál
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Ezen szakdolgozat célja egy flatness szabályozás tervezése és megvalósítása egy lineáris motorral hajtott szánra épített fordított ingához. A dolgozat három rövidebb fejezettel kezdődik. Az első fejezetben e cél részletes ismertetése és a feladat elemzése található, míg a második fejezet a különböző inverz inga típusokon kívül a témához kapcsolódó műszaki eredményekből mutat be néhányat röviden, hangsúlyt fektetve a különböző módszerek előnyeire és hátrányaira. Az inverz inga differenciális simaság elve (flatness) alapján történő szabályozásának ötletét, koncepcióját és a megjelenő kihívásokat a harmadik fejezet foglalja össze.

A szabályozó működésének megértéséhez és a tervezés megkezdéséhez szükséges elméleti alapokat a negyedik fejezet ismerteti, különös tekintettel a differenciális simaság feltételeire, a differenciálisan sima rendszerek tulajdonságaira, a sima kimenet definíciójára, a simaság és a nemlineáris rendszer linearizálásának kapcsolatára. A fejezet az inga fellendítéséhez használt szabályozáshoz szükséges elméleti kiegészítéssel (kontrol Ljapunov-függvény alapú szabályozás) zárul.

Az ötödik fejezet a szabályozások tervezésével foglalkozik. Ehhez először bemutatásra kerül a szakasz mechanikai modellje, melynek differenciális simasága linearizálás után belátható, s a rendszer az állapottérből az úgynevezett sima koordináták terébe transzformálható. Itt a szabályozó tervezése a lineáris rendszerekhez hasonlóan pólus áthelyezéssel történik. A flatness szabályozás teljesítménye többek között annak pályakövetési tulajdonságain keresztül lett bemutatva, melyeket szimulációs eredmények szemléltetnek. Az inga fellendítéséhez választott eljárás egy energia alapú szabályozó. A módszer részletezése után egy optimalizációs eljárás kerül bemutatásra, melynek eredményeképp két különböző jellegű fellendítés adódik. Ezen szabályozó tervezése is a szimulációs eredmények közlésével zárul, majd sor kerül a két szabályozó kombinációjára.

A tervezett szabályozók a KIT Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme intézet kísérleti szerkezetén sikeresen implementálásra kerültek. A megvalósításkor fellépő problémák tárgyalása és a mérési eredmények a hatodik fejezetben találhatók. A hetedik fejezet a levont következtetéseket foglalja össze, majd tesz egy rövid kitekintést a módszer továbbfejlesztését illetően.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.