diplomová práce

Model Ball & Plate: simulace a návrh řízení

Text práce 2.98 MB Příloha 750.77 kB

Autor práce: Ing. Sofiia Burlachenko

Ak. rok: 2018/2019

Vedoucí: doc. Ing. Radomil Matoušek, Ph.D.

Oponent: Ing. et Ing. Stanislav Lang, Ph.D.

Abstrakt:

Tato práce se zabývá identifikací a regulací modelu „Ball & Plate“. Práce obsahuje popis již existujícího reálného modelu a příslušný matematický a simulační model. K výpočtu regulátoru je použita metoda kořenového hodografu a metoda stavového prostoru, zejména zpětnovazební regulátor s integrátorem. Závěrečná část práce je věnovaná konstrukcí 3D modelu pomocí Simulink a SimScape, který dobře popisuje a vizualizuje chování reálného modelu a umožňuje snadno a rychle provádět simulační experimenty.

Klíčová slova:

Model kulička na ploše, CE 151, identifikace, řízení, kořenový hodograf, stavový prostor, Matlab, Simulink

Termín obhajoby

19.6.2019

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaBznamka

Klasifikace

B

Průběh obhajoby

Studentka seznámila komisi s obsahem své DP a posléze zodpověděla dotazy oponenta. Komisí byly položeny následující otázky: Výčet odporových sil na sledovaný objekt Jak je konkrétně řešena regulace pro dvouosé řízení - relace Řešení v prostoru

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní obor

Aplikovaná informatika a řízení (M-AIŘ)

Složení komise

prof. Ing. Miluše Vítečková, CSc. (předseda)
doc. Ing. Radomil Matoušek, Ph.D. (místopředseda)
RNDr. Martin Kuba, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Pavel Ošmera, CSc. (člen)
doc. Ing. Václav Jirsík, CSc. (člen)

Předložená diplomová práce představuje počin v oblasti automatického řízení, konkrétně se zabývá návrhem řízení modelu soustavy Ball and Place, která byla do laboratoří ÚAI dodána fy Humusoft jako fyzický model. Teoretická část práce předkládá popis modelu a úvod do užitých metod řízení. Praktická část realizovaná simulačně pak řeší identifikaci a vlastní návrh regulátorů. K simulačnímu modelování je využita rovněž nástavba Simulinku – SimScape. Práce byla vzhledem k problému fyzického modelu (mechanická závada) realizována majoritně pomocí simulačního modelování.
Práce jednoznačně prezentuje autorčin v dané problematice. Technicky je práce vyvedena v pěkné grafické úpravě. Obsahově práce zcela splňuje podmínky zadání a může sloužit jako výborný podklad k dalšímu rozvoji v daném směru. Studentka pracovala samostatně a na všechny připomínky promptně reagovala.
Práci jednoznačně doporučuji k obhajobě a hodnotím ji známkou A / výborně.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: A

Předložená diplomová práce se zabývá problematikou regulace polohy míčku na plošině s řiditelným náklonem v obou horizontálních směrech. V teoretické části jsou shrnuty výsledky vybraných prací zabývajících se podobnou problematikou, následuje představení modelu a jeho matematický popis včetně provedení linearizace v okolí pracovního bodu. Dále je zmíněna problematika stavového řízení a metoda kořenového hodografu. Uspořádání textu je logické, vyjadřování srozumitelné. Mám drobnou výhradu ke grafické kvalitě některých schematických obrázků. Některé vzorce obsahují drobné nepřesnosti (např. rozsah sumace v rovnicích 42, 43), zásadní problémy ale shledány nebyly. Celkově je text na velmi dobré úrovni.

V praktické části se studentka zabývá identifikací regulované soustavy a následně regulací s využitím dříve uvedených metod (geometrického místa kořene a stavové regulace). Navržené regulátory jsou testovány na vytvořeném simulátoru a na reálné soustavě. Simulační modely včetně záznamů ze simulace jsou součástí přílohy a jsou plně funkční. Následuje i popis testování na reálném hardwaru, kde je kvalita výsledků výrazně snížena parazitními vlastnostmi modelu, jejichž odstranění či zahrnutí do procesu regulace by přesahovalo rámec zadání.

Celkový dojem z práce je velmi dobrý, studentka jednoznačně prokázala schopnost pracovat na komplexních inženýrských úkolech. Lze též vyzdvihnout, že vytvořený simulační model lze použít pro účely výuky.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A

Známka navržená oponentem: B