Kyvadlo s reakčním kolem

Abstract

V této práci se zabývám netradiční konfigurací systému kyvadla s reakčním kolem využívající statický motor a řemenový převod. Cílem práce je sestrojení funkčního fyzického modelu této konfigurace a návrh řízení pro stabilizaci kyvadla ve vzpřímené poloze a pro vyšvihnutí kyvadla do vzpřímené polohy. Práce obsahuje odvození diferenciálních rovnic systému, rozbor vhodných hodnot parametrů systému, stavbu fyzického modelu, navžení PD regulátoru pro stabilizaci kyvadla ve vzpřímené poloze, návrh Energy shaping regulátoru pro vyšvihnutí kyvadla do okolí vzpřímené polohy, přepínání mezi těmito regulátory a ověření regulátorů na fyzickém modelu.

In this thesis, I investigate an unconventional configuration of a reaction wheel pendulum system with static motor and belt drive. The aim of this work is to construct a working physical model of this configuration and to design the control system to stabilize the pendulum in the upright position and to swing the pendulum up to the upright position. The work includes derivation of differential equations of the system, analysis of suitable values of parameters of the system, construction of the physical model, implementation of the PD controller for stabilization, the design of the Energy shaping controller for swing up, switching between these controllers and verification of the controllers on the physical model.