Návrh a realizace iterativního učícího řídicího systému pro dynamický plotr

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá vývojem elektroniky a řídicího systému pro platformu pro experimentování s Iterativním učícím se řízením (ILC). Toto mechatronické zařízení má podobu planárního plotru, jehož výhodou je pěkná vizualizace opakujících se vzorů. Práce se nejprve zabývá návrhem elektroniky pro tento plotr. K tomuto účelu jsou použity dva různé existující drivery BLDC motorů, které oba komunikují po sběrnici CAN. Jsou vyvinuta dvě rozhraní pro Matlab/Simulink, jedno pomocí Targetu do jednodeskového počítače BeagleBone Blue a druhé s užitím USB/CAN převodníku Kvaser Leaf. Řídicí algoritmy jsou napsány v jazyce Matlab/Simulink, kde implementuji ILC regulátor a další obslužné funkce. Je provedeno několik experimentů, které mají zajistit správnou funkčnost samotného ILC regulátoru a modelu plotru. Poté je algoritmus ILC předveden na fyzickém plotru s vizualizací zlepšujících se výkresů. Diplomovou práci zakončuje diskuse o dlouhodobé stabilitě ILC algoritmů.

This thesis is about development of electronics and control system for a platform for experimenting with Iterative Learning Control (ILC). This mechatronic device has a form of a planar plotter, which has an advantage of a nice visualization of repeating patterns. The thesis first deals with design of electronics for this plotter. For this purpose two different existing BLDC motor drivers are used, which both communicate over CAN bus. Two interfaces to Matlab/Simulink are developed, one using Target to a BeagleBone Blue singleboard computer and the other Kvaser Leaf USB interface card. The control algorithms are written in the Matlab/Simulink language, where I implement the ILC controller and other service functions. Several experiments are performed to ensure the correct functionality of the ILC controller by itself and model of the plotter. The ILC algorithm is then shown on the physical plotter, with a visualization of improving drawings. Brief discussion about a longterm stability of ILC concludes the thesis.