Vývoj laboratorního modelu pro výuku řídicích algoritmů

Abstract

Cílem této práce je navrhnout laboratorní model pro podporu laboratoří automatického řízení a teorie systémů. Práce reviduje nejmodernější dostupné laboratorní modely a porovnává jejich možnosti s novými požadavky. Následně je vyvinut nový laboratorní model. Jedná se o levný, jednoduchý a robustní model, který si studenti mohou vzít domů. Jako hlavní výpočetní jednotku používá BeagleBone Blue, počítač založený na Linuxu. Hardware modelu se skládá z platformy Merkur, 3D tištěných součástek a elektrických součástek. Tento model lze zjednodušeně popsat jako kyvadlo na vozíku. Laboratorní model je fyzikálně modelován pomocí Lagrangeových rovnic. Byly provedeny identifikační experimenty. Byla vyvinuta demo simulace Simulink a také jednoduchá zpětnovazební regulační smyčka.The goal of this thesis is to design a laboratory model to support control and system theory laboratories. The thesis reviews the state-of-the-art available laboratory models and compares their capabilities to new requirements. A new laboratory model is consequently developed. It is a cost-effective, simple and robust carry-home model. It uses the BeagleBone Blue a Linux-based computer as the main computing unit. Model hardware consists of Merkur platform, 3D printed components and electrical components. This model can be simply described as a pendulum on a cart. The laboratory model is physically modelled with Lagrange's equations. Identification experiments were conducted. Simulink demo simulation, as well as a simple feedback control loop, were developed.