1. Optimalno načrtovanje dinamike nelinearnega sistema z robustnim adaptivnim sestopnim regulatorjemUroš Sadek, 2017, doctoral dissertation Abstract: Disertacija predstavlja novo metodo optimalnega načrtovanja dinamike nelinearnega sistema na osnovi nelinearnega robustnega adaptivnega sestopnega regulatorja (backstepping regulatorja). Metoda temelji na obstoječi sestopni metodi vodenja (backstepping control) z uvedbo vrednotenja dinamičnega obnašanja zaprto-zančnega sistema. Takšno vrednotenje temelji na povezavi med prostimi parametri sestopnega regulatorja in parametri referenčne linearne prenosne funkcije. Z vrednotenjem dinamičnega obnašanja v kombinaciji s pristopi linearne teorije, sta predstavljena dva pristopa načrtovanja prostih parametrov regulatorja. Prvi pristop zajema načrtovanje prostih parametrov sestopnega regulatorja na osnovi želenih položajev zaprto-zančnih polov in drugi pristop na osnovi želenega dušenja ter lastne frekvence sistema. V primeru parametričnih odstopanj in motenj nelinearnega sistema je predlagana uporaba adaptivnega sestopnega regulatorja. Adaptacija takšnega regulatorja ohranja navzven linearen značaj zaprto-zančnega sistema. Parametrična odstopanja nelinearnega sistema se odražajo tudi v odstopanju parametrov linearne zaprto-zančne prenosne funkcije. V ta namen predlagana metoda vključuje postopke vrednotenja robustnosti iz linearne robustne teorije. Na osnovi kriterijev robustne stabilnosti in robustnega učinka je definirana cenilna funkcija, pri čemer je celoten problem sinteze prostih parametrov regulatorja predstavljen kot optimizacijski problem. Takšen pristop omogoča načrtovanje optimalnega dinamičnega obnašanja nelinearnega sistema.
Keywords: sestopni regulator, načrtovanje dinamike, adaptivno vodenje, robustno vodenje, optimalno vodenje, Ljapunova stabilnost
Published in DKUM: 12.07.2017; Views: 1635; Downloads: 200
 Full text (12,35 MB) |
2. Uporaba metode QFT "Quantitative Feedback Theory" pri načrtovanju robustnega vodenjaDalibor Igrec, Amor Chowdhury, Rajko Svečko, 2008, original scientific article Abstract: Namen članka je predstaviti načrtovanje regulatorja z metodo QFT, ki je verjetno edina znana tehnika načrtovanja vodenja, kjer je zajeto hkratno upoštevanje faze in negotovosti parametrov objekta. Prednost metode je možnost doseganja robustne stabilnosti in robustnega učinka z minimalnim učinkom povratne vezave [7]. QFT je grafično-analitični postopek načrtovanja vodenja, ki zahteva precej predpriprav pri oblikovanju vzorcev objekta in empiričnih izkušenj, obenem pa daje načrtovalcu precej maneverskega prostora in neposrednega vpogleda v spremembe regulatorja pri načrtovanju. Temeljna hiba metode je določanje mej objekta v Nicholsovem grafu, saj izračun meja metode QFT eksponentno narašča z natančnostjo vzorca objekta. Za nazornejšo predstavitev metode smo predstavili poskus na realnem objektu, kjer smo izvedli vodenje sistema z regulatorjem, načrtovanim z metodo QFT ter preverili ter preverili lastnosti sistema in primerjali dobljene rezultate z rezultati, ko je bil sistem voden z regulatorjem, načrtovanim po metodi H .
Keywords: metoda QFT, Nicholsov graf, regulacija, načrtovanje regulatorja, robustno vodenje, načrtovanje vodenje
Published in DKUM: 10.07.2015; Views: 1909; Downloads: 49
 Link to full text |
3. OPTIMIZACIJA PROCESNIH PARAMETROV PRI VODENJU INJEKCIJSKEGA BRIZGANJA Z UPORABO INTELIGENTNIH METODDragan Kusić, 2014, doctoral dissertation Abstract: V doktorski disertaciji je predstavljena metoda za optimiziranje procesnih parametrov v procesu injekcijskega brizganja termoplastičnih materialov, ki je implementirana v razvitem inteligentnem sistemu ΔC-3. Predlagana metoda optimizacije procesnih parametrov temelji na kombiniranem pristopu treh metod umetne inteligence, kjer so vsa pravila in dejstva, ki so bila osvojena med množičnimi eksperimentalnimi testiranji na dveh brizgalnih strojih, implementirana tako v bazi znanja kot tudi v podatkovni bazi in so tudi prenosljiva. Ustrezno vrednotenje robustnosti tega proizvodnega procesa je prikazano na primeru nelinearnega matematičnega modela, kjer je izvedena robustna sinteza vodenja hitrosti brizgalnega polža za načrtan robustni regulator po Glover-McFarlanovi metodi ob upoštevanju vpliva motenj in aditivnega modela odstopanj v okolju Matlab/Simulink.
V nadaljevanju smo izvedli obsežne eksperimentalne študije na treh izbranih termoplastičnih materialih, kjer smo analizirali vpliv procesnih parametrov na prečni in vzdolžni skrček kot tudi na kot zvijanja testnih ploščic skupaj z meritvijo signalov akustične emisije. Z neporušitveno metodo smo dokazali njeno praktično uporabnost v tem proizvodnem procesu na primeru iskanja razpok na gravurnih orodnih vložkih in detekciji vlažnosti termoplastičnih materialov. Za podrobnejšo analizo zajetih signalov AE v časovno frekvenčnem prostoru smo uporabili Gaborjevo valčno transformacijo. Prav tako so bile izvedene tudi študije zapolnjevanja testnih ploščic v programskem paketu Moldflow, ki so bile osnova za izvedbo kasnejših morfoloških preiskav z vrstičnim elektronskim mikroskopom na površini testnih ploščic v področju slabe orientacije steklenih vlaken.
Keywords: optimizacija, procesni parametri, robustno vodenje, injekcijsko brizganje, skrčki, zvijanje, umetna inteligenca, neporušitveno testiranje, akustična emisija, valčna transformacija
Published in DKUM: 21.03.2014; Views: 3032; Downloads: 229
Full text (15,04 MB) |
4. ROBUSTNA POLINOMSKA SINTEZA REGULATORJA ZA SISTEME Z ZAKASNITVAMINikolaj Semenič, 2013, doctoral dissertation Abstract: V disertaciji je predstavljena sinteza regulatorja za sisteme z zakasnitvami, ki temelji na razreševanju zaprtozančnih polinomskih enačb, ki odražajo lastnosti zaprtozančnega karakterističnega kvazi-polinoma. V delu so obravnavane tako notranje zakasnitve kot vhodne oz. izhodne transportne zakasnitve. Predlagana je celostna rešitev polinomske sinteze, ki omogoča izbiro poljubnega zaprtozančnega kvazi-polinoma s pomočjo uporabe opazovalnika zaprtozančnega sistema. Podoben pristop smo izbrali tudi v primeru kompenzacije transportne zakasnitve in sicer s strukturo kaskadnih opazovalnikov. V delu podrobno obravnavamo uporabo ter vpliv prostih polinomov, ki nastopijo v sistemu ob ustrezni izbiri strukture regulatorja. Proste polinome lahko uporabimo za optimizacijo kvazi-polinoma ali za optimizacijo robustnosti sistema po principu metrike Hinf. Optimizacijski problem robustnosti smo razširili na različne vidike obravnave sistema pod vplivom motenj v sistemu samem ali v zakasnitvah, ki so prisotne. Postopek optimizacije je bil izveden s pomočjo diferencialne evolucije. V delu je izpostavljen tudi poenostavljen postopek izbire ustreznega karakterističnega kvazi-polinoma ter učinkovit algoritem za izračun le nekaj skrajno desnih lastnih vrednosti sistemov z zakasnitvami, ki je pri obravnavi takšnih sistemov nepogrešljiv.
Keywords: Robustno vodenje, pomikanje polov, sistemi z zakasnitvami, zakasnitve, izračun lastnih vrednosti
Published in DKUM: 06.11.2013; Views: 2169; Downloads: 174
Full text (4,15 MB) |
5. DOGODKOVNO VODENJE MEHATRONSKEGA SISTEMA Z MODULARNIMI KONČNIMI AVTOMATI STANJFranc Hanžič, 2013, doctoral dissertation Abstract: Delo doktorske disertacije posega na interdisciplinarno področje vodenja mehatronskih objektov, ki združuje najnovejša znanja računalništva, elektrotehnike in strojništva. Zajeto je raziskovanje mehanskega, električnega in programskega sklopa, ki v celoti predstavlja vodenje avtomatskih drsnih vrat. Izrazito področje v tem delu zajema raziskavo in oblikovanje programske kode. Vključeni sta raziskava in razvoj robustnega vodenja avtomatskih drsnih vrat skupaj s tehnološko posodobitvijo krmilnega modula in z načrtovanjem cenovno ugodnega linearnega motorja.
Jedro dela obravnava oblikovanje programske kode s končnimi avtomati stanj za zanesljivejše delovanje in učinkovitejše vzdrževanje. Vendar pa omenjena metoda ni primerna za obširne sisteme zaradi velikega števila tranzicij (povezav med stanji) . Taka metoda torej preprečuje, da bi bila programska koda zanesljiva, pregledna in ustrezna za vzdrževanje. Zaradi njene enostavnosti so se raziskali načini, kako jo vključiti v obširne sisteme brez negativnih posledic, kot so prepleti tranzicij, nepreglednosti in nezanesljivosti. Cilj raziskovalnega dela je izdelati modularno programsko kodo z dogodkovnim načinom izvajanja na krmilnem sistemu z mikrokrmilnikom ARM Cortex M3. Predstavljeno je asinhronsko procesiranje več modularnih končnih avtomatov stanj s čakalno vrsto FIFO in sistemom s prekinitvenimi rutinami. Proces modularnih končnih avtomatov zajema sposobnost komuniciranja z drugimi napravami prek komunikacije CAN (Controller-Area-Network), upravljanja režimov, vodenja mehatronskega sistema (drsna vrata), generiranja referenčnega giba z S-obliko hitrosti ali mehko logiko, regulacije toka, hitrosti in položaja, upravljanja redundantnosti in varnosti na mehatronskem sistemu. Preučila se je implementacija programske kode po postopku končnih avtomatov stanj v programskem jeziku C. Cilj je doseči razumno in pregledno kodo v kateri bo vidno delovanje algoritma brez pomoči diagramov. Taki princip zagotavlja neposredno kontrolo programske kode. V nasprotnem primeru kontrola delovanja algoritma temelji na programski dokumentaciji, ki je odvisna od človeškega faktorja. Dokumentacija in programska koda sta si lahko nasprotni saj se ti pogosteje ne usklajata v enakem času. Do večjih sprememb lahko prihaja pri vzdrževanju programske kode ali pri menjavi kolektiva.
Raziskava vključuje izdelavo robustnega vodenja avtomatskih drsnih vrat. Trenutni objekt je zelo odvisen od človeškega faktorja, ki vpliva na kvalitetno vodenje vrat. Z robustnim sistemom pa bi se vodenje prilagajalo samostojno na zmogljivost samega sistema, oziroma bi se ta odvisnost zelo zmanjšala. Vključena je analiza obnašanja generatorja giba z S-obliko hitrosti in generatorja giba mehke logike. Oba načina sta proučena na odzivnosti in obnašanju regulacijskega sistema na objektu avtomatskih drsnih vrat. Proučil se je sistem vodenja, namenjen za spremenljivo breme, ter odzivnost in vplivi sunkov na pogonski mehanizem. Koncepti so potrjeni na prototipnem krmilniku in mehatronskem testnem objektu.
Mehatronski sistem (avtomatska drsna vrata) je voden z DC-motorjem prek zobatega jermenskega pogona. Krmilna enota upravlja motor s pomočjo informacij iz senzorjev. Obstoječi pogonski mehanizem vrat zahteva velik volumen, ki vpliva na vgradne možnosti v gradbeni objekt in na dizajn izdelka. Vse skupaj pa vpliva na arhitekte in lastnike, ki zahtevajo, da se bo izdelek čim bolj prilegal v objekt. Za dober dizajn in večjo vgradno prilagodljivost pa mora biti volumen pogona čim manjši. Tehnična slabost takega pogona je vzdrževanje in odvisnost kvalitete vodenja glede na vpetost jermena. Tega je težje vzdrževati pri veliki medosni razdalji pogona zaradi njegove obrabe in elastičnosti. Pri ohlapnem jermenu se izraziteje pojavljajo vibracije na mehanizmu. V najslabšem primeru zobati jermen preskoči zob na jermenici, kar privede do napačne položajne meritve. Ta je izvedena na pogonskem motorju. Tako je potrebno hitrosti vrat omejevati glede na težo vrat, ki pa je o
Keywords: modularni končni avtomati stanja, dogodkovno vodenje, generator zveznega gibanja, asinhronska opravila vodenja, ARM Cortex M3, DSP, robustno vodenje, vodenje drsnih vrat, oblikovalne metode programiranja, mehka logika, kontrola sile, sistemska redundantnost, linearni sinhronski motor
Published in DKUM: 27.06.2013; Views: 2908; Downloads: 198
Full text (15,87 MB) |
6. Robustna polinomska sinteza regulatorja z optimizacijo norme HinfAndrej Sarjaš, 2011, doctoral dissertation Abstract: V disertaciji je predstavljena nova metoda sinteze robustnega regulatorja s tehniko pomikanja polov. Metoda vključuje rešitev polinomske enačbe na osnovi izbranega karakterističnega polinoma, s pomočjo Manabe-jeve standardne oblike polinoma ter vpeljanimi parametričnimi rešitvami. Parametrične rešitve so vpeljane direktno v strukturo regulatorja. Na osnovi izbranih parametričnih rešitev se s pomočjo modelov odstopanj in vrednotenjem norme ‖∙‖_∞ oceni robustnost zaprto zančnega sistema. Postopek načrtovanja z optimizacijo je izvedena z genetskim algoritmom Diferencialna evolucija – DE. Optimizacijski algoritem DE tekom optimizacije določa sub-optimalno rešitev na osnovi koeficientov spektralnega kvadratičnega polinoma in Šiljakovim absolutnim testom stabilnosti. Stabilnost sintetiziranega regulatorja je možno, ob postavljeni zahtevi stabilnosti regulatorja tekom optimizacije testirati s Lipatov-im kriterijem. Oba uporabljena pristopa; Šiljakov test in Liaptov kriterij, preverjata lastnost robustne stabilnosti in stabilnost regulatorja na osnovi koeficientov danega polinoma. Kriterija sta primerna, za avtomatizirano načrtovanje zaprto zančnega sistema in uporabo v sklopu optimizacijskih algoritmov, kot je DE. Primer načrtovanja regulatorja z razvito metodo, je predstavljen za izbran problem servo sistema z enosmernim elektromotorjem. Tekom postopka sinteze upoštevamo odstopanje parametrov motorja ter spremembo delovne točke zaradi spremenljivega bremena.
Keywords: robustno vodenje, tehnika pomikanja polov, nestrukturirana odstopanja, Lipatov stabilnostni kriterij, spektralni polinom, Šiljakov test pozitivnosti, numerična optimizacija
Published in DKUM: 25.08.2011; Views: 3044; Downloads: 295
Full text (5,63 MB) |
7. |
