UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA ELEKTROTEHNIKO, RAČUNALNI Š TVO IN INFORMATIKO

1. UNIVERZA V MARIBORUFAKULTETA ZA ELEKTROTEHNIKO,RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO REGULACIJA RAVNOVESJA VALJČKA NA LETVI Andrej Sarjaš Mentor: izr.prof.dr.Boris Tovornik Maribor 2005

2. REGULACIJA RAVNOVESJA VALJČKA NA LETVI Cilj projekta: • Regulacija ravnovesja valjčka na letvi v realnem času s pomočjo programskega paketa Matlab-simulink • Preizkus in primerjava različnih algoritmov vodenja na realnem sistemu ppppppppppppppppppppp

3. REGULACIJA RAVNOVESJA VALJČKA NA LETVI Potek dela: • Modeliranje realnega sistema • Izračun regulatorjev stanj • Izračun opazovalnikov stanj • Simulacije • Priprava aplikacije za zagon v realnem času • Zagon regulacije v realnem času ppppppppppppppppppppp

4. REGULACIJA RAVNOVESJA VALJČKA NA LETVI Predstavitev realnega sistema: Shema realnega sistema: 1.valjček, 2.letev 3.DC motor, 4.prenosni kolut, 5.osebni računalnik ppppppppppppppppppppp

5. REGULACIJA RAVNOVESJA VALJČKA NA LETVI Slika realnega sistema: Slika realnega sistema v Laboratoriju za procesno avtomatizacijo ppppppppppppppppppppp

6. REGULACIJA RAVNOVESJA VALJČKA NA LETVI Modeliranje: LAGRANGE-jova funkcija Celotna LAGRANGE-jova funkcija ppppppppppppppppppppp

7. REGULACIJA RAVNOVESJA VALJČKA NA LETVI Matematični model realnega sistema: Model letev-enosmerni elektromotor: Model kotaljenje valjčka po letvi: ppppppppppppppppppppp

8. REGULACIJA RAVNOVESJA VALJČKA NA LETVI Regulacijski sistem za regulacijo ravnovesja : • Regulator stanj • Opazovalnik stanj ppppppppppppppppppppp

9. REGULACIJA RAVNOVESJA VALJČKA NA LETVI Regulatorji stanj: Razvrstitev izračunanih regulatorjev stanj ppppppppppppppppppppp

10. REGULACIJA RAVNOVESJA VALJČKA NA LETVI Opazovalniki stanj: Razvrstitev izračunanih opazovalnikov stanj ppppppppppppppppppppp

11. REGULACIJA RAVNOVESJA VALJČKA NA LETVI Preizkus v realnosti: • Zapis C mex S-funkcije • Prevajanje C mex S-funkcije, za delovanje v realnem času • Snovanje sheme v Matlab-simulinku • Priprava simulacijskega orodja za delovanje v realnem času ppppppppppppppppppppp

12. REGULACIJA RAVNOVESJA VALJČKA NA LETVI Primerjava rezultatov: Opazovalnik stanj s tehniko pomikanja polov: Primerjava poti Primerjava kotnih hitrostih Vodenje iz položaja 0.1m do -0.1m ppppppppppppppppppppp

13. REGULACIJA RAVNOVESJA VALJČKA NA LETVI Primerjava rezultatov: Opazovalnik stanj (Kalmanov filter) z enim merjenim stanjem: Primejava kotnih hitrostih Primerjava poti Primerjava kotnih hitrostih Vodenje iz položaja 0.1m do -0.1m ppppppppppppppppppppp

14. REGULACIJA RAVNOVESJA VALJČKA NA LETVI Primerjava rezultatov: Opazovalnik stanj (Kalmanov filter) z dvema merjenima stanjema: Primerjava poti Primerjava kotnih hitrostih Vodenje iz položaja 0.1m do -0.1m ppppppppppppppppppppp

15. REGULACIJA RAVNOVESJA VALJČKA NA LETVI Primerjava rezultatov: Znižani opazovalnik stanj: Primejava kotnih hitrostih Vodenje iz položaja 0.1m do -0.1m ppppppppppppppppppppp

16. REGULACIJA RAVNOVESJA VALJČKA NA LETVI Delovanje sistema: ppppppppppppppppppppp

17. REGULACIJA RAVNOVESJA VALJČKA NA LETVI Zaključek: • Primerjava metod izračuna opazovalnikov stanj • Izbira najboljšega algoritma delovanja v realnem času • Možna nadgradnja in izboljšave ppppppppppppppppppppp

18. KONEC ppppppppppppppppppppp

19. Nelinearni model letev-valj-enosmerni elektromotor

20. Opazovalnik stanj • 1 • Pot_m • pot_opaz • pot_opaz • 1 • Pot_m • pot_e • pot_e • pot_e • hitrost_opaz • hitrost_opaz • 2 • pot_e1 • hitrost_e • hitrost_e • kot_opaz • kot_opaz • pot_e2 • 3 • kot_e • pot_e3 • kotna hitrost_opaz • kotna hitros_opaz • kot_e • Racunanje pogreska e • 4 • kotna hitrost_e • 2 • Napetost • kotna hitrost_e • Napetost • estimacija d

21. Opazovalnik stanj – računanje pogreška ocene

22. Opazovalnik stanj - napoved

23. Linearni model letev-valj-enosmerni elektromotor