Modelování a řízení vícerozměrové soustavy

Abstract

Práce je věnována sestavení matematického modelu vícerozměrového laboratorního systému a jeho řízení. Jako vhodný systém byl vybrán dvourotorový aerodynamický systém. Jde o systém, podobný helikoptéře. Akčními zásahy, kterými jsou změny rychlosti otáčení rotorů, lze ovlivňovat jeho pohyb po omezené kulové ploše. Z pohledu řízení jde o systém se dvěma vstupy a dvěma výstupy, s možností měření rychlostí otáčení hřídelí elektromotorů. Vstupem do systému jsou napájecí napětí elektromotorů. Výstupními veličinami jsou úhlové rychlosti otáčení hřídelí elektromotorů a úhly náklonu hřídele systému. Matematický model byl sestaven matematicko-fyzikální analýzou, aplikací tzv. Newtonova modelu. Základem Newtonova modelu jsou bilanční rovnice, popisující rovnováhy působení momentů gravitačních, odstředivých a setrvačných sil. Chování systému se v celém pracovním rozsahu nelineárně mění, což je nutné zohlednit při návrhu regulátoru. První část práce se zabývá návrhem laboratorního systému a sestavení jeho matematického modelu. Druhá část práce se zabývá simulací matematického modelu v prostředí Matlab-Simulink a návrhu decentralizovaného řízení vícerozměrovým adaptivním IMC regulátorem.