Prediktivní řízení pro robota SK8O
Predictive control for the SK8O robot
Type of document
diplomová prácemaster thesis
Author
Petr Brož
Supervisor
Do Loi
Opponent
Filip Jan
Study program
Kybernetika a robotikaInstitutions assigning rank
katedra řídicí technikyRights
A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.htmlVysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html
Metadata
Show full item recordAbstract
V této diplomové práci se věnuji návrhu regulátoru schopného balancovat a řídit nestabilního dvounohého kolového robota Sk8o, jehož struktura je podobná vozidlu segway. Tohoto je dosaženo pomocí metody Model Predictive Control, která je řešena jako kvadratický program. K řešení tohoto programu je užit solver OSQP. Výsledný regulátor je ověřen v simulacích a nasazen na robota, kde jsou následně provedeny experimenty. Tři různé experimenty jsou ukázány: stabilizace při zavedení vnější poruchy, následování jednoduché trajektorie (jízda vpřed a vzad) a následování složitější trajektorie (slalom). Regulátor je porovnán s již existujícím regulátorem typu LQR. Následně jsou formulovány další regulátory metodou Koopman Model Predictive Control, s pomocí algoritmu Extended Dynamic Mode Decomposition. Tyto jsou též nasazeny na robota a ověřeny v simulacích a experimentech. Na konci práce jsou probrány problémy těchto dalších regulátorů. In this master's thesis, a controller capable of balancing and steering Sk8o, an unstable, segway-like bipedal wheeled robot, is designed. This is achieved using Model Predictive Control, formulated as a quadratic program. This program is solved using OSQP. The resulting controller is validated in simulations, deployed onto the robot and tested in hardware experiments, comparing it to a preexisting LQR controller. Three distinct experiments are shown: stabilization in the presence of an external disturbance, following a simple trajectory (driving forward and backwards) and following a complex trajectory (slalom). Additional controllers using Koopman Model Predictive Control are found via Extended Dynamic Mode Decomposition and are likewise tested and deployed on the robot. The thesis concludes by discussing issues of those additional controllers.
Collections
- Diplomové práce - 13135 [315]
Related items
Showing items related by title, author, creator and subject.
-
Řízení dronu metodou Model Predictive Path Integral za pomoci databáze manévrů
Author: Michal Minařík; Supervisor: Vonásek Vojtěch; Opponent: Haniš Tomáš
(České vysoké učení technické v Praze. Vypočetní a informační centrum.Czech Technical University in Prague. Computing and Information Centre., 2024-01-23)Tato práce použı́vá metodu Model Predictive Path Integral pro řı́zenı́ dronu. Zmı́něná metoda umožňuje použitı́ nelineárnı́ho modelu dynamiky dronu a obecnějšı́ účelové funkce za cenu vysoké výpočetnı́ náročnosti. Aby mohl ... -
Development of GT-Power Model of a Gasoline Engine with Low Pressure EGR Suitable for Model-Based Predictive Control of an Air Path
Author: Jaroš Jakub; Supervisor: Macek Jan; Opponent: Doleček Vít
(České vysoké učení technické v Praze. Vypočetní a informační centrum.Czech Technical University in Prague. Computing and Information Centre., 2019-02-03)To develop an engine complying emission limits, reduce fuel consumption and enhance engine power output is a car manufacture’s task of the last years. New emission limits make this task even more challenging and to fulfil ... -
Lokalizace a pokročilé řízení autonomního modelu vozidla
Author: David Kopecký; Supervisor: Sojka Michal; Opponent: Vajnar Martin
(České vysoké učení technické v Praze. Vypočetní a informační centrum.Czech Technical University in Prague. Computing and Information Centre., 2019-06-05)Tato práce se zabývá mapováním a lokalizací na závodní dráze F1/10 autonomous driving competition pomocí zmenšeného modelu vozidla. Lokalizace využívá Monte Carlo metod pro zpracování dat LiDARu a odhad pozice vozidla. ...