Diplomová práce pojednává o spojitém adaptivním řízení mnoharazměrového nelineárního systému. Nelineární model systému je aproximován vhodným spojitým externím lineárním modelem, jehož parametry jsou odhadovány dvěma různými přístupy. První způsob rozebírá odhadování parametrů prostřednictvím externího delta modelu. V druhém případě jsou hledané parametry získávány použitím přímé metody. K průběžné identifikaci parametrů regresního ARX modelu je využito metody nejmenších čtverců. Výsledné regulátory uvažované konfigurace se dvěma zpětnovazebními regulátory jsou odvozeny použitím polynomiální metody řízení. Mnoharozměrové adaptivní řízení je ověřováno na modelu nálevkovitých zásobníků na kapalinu zapojených do série.
Annotation in English
The thesis deals with continuous-time adaptive control of multivariable nonlinear system. A nonlinear model of the system is approximated by an appropriate continuous external linear model whose parameters are estimated by two different approaches. The first method discusses estimation of parameters via an external delta model. In a further case, direct method is used to achieve parameters of the model. Regression model called ARX was considered in recursive identification based on the least squares method. The resulting controllers, which figure in control configuration with two degrees of freedom, are derived by using a polynomial method. Multivariable adaptive control is verified by a model of two funnel liquid tanks in series.
Keywords
adaptivní řízení, nelineární systém, rekurzivní identifikace, polynomiální metoda, spojené zásobníky na kapalinu, simulační prostředí
Diplomová práce pojednává o spojitém adaptivním řízení mnoharazměrového nelineárního systému. Nelineární model systému je aproximován vhodným spojitým externím lineárním modelem, jehož parametry jsou odhadovány dvěma různými přístupy. První způsob rozebírá odhadování parametrů prostřednictvím externího delta modelu. V druhém případě jsou hledané parametry získávány použitím přímé metody. K průběžné identifikaci parametrů regresního ARX modelu je využito metody nejmenších čtverců. Výsledné regulátory uvažované konfigurace se dvěma zpětnovazebními regulátory jsou odvozeny použitím polynomiální metody řízení. Mnoharozměrové adaptivní řízení je ověřováno na modelu nálevkovitých zásobníků na kapalinu zapojených do série.
Annotation in English
The thesis deals with continuous-time adaptive control of multivariable nonlinear system. A nonlinear model of the system is approximated by an appropriate continuous external linear model whose parameters are estimated by two different approaches. The first method discusses estimation of parameters via an external delta model. In a further case, direct method is used to achieve parameters of the model. Regression model called ARX was considered in recursive identification based on the least squares method. The resulting controllers, which figure in control configuration with two degrees of freedom, are derived by using a polynomial method. Multivariable adaptive control is verified by a model of two funnel liquid tanks in series.
Keywords
adaptivní řízení, nelineární systém, rekurzivní identifikace, polynomiální metoda, spojené zásobníky na kapalinu, simulační prostředí
Uveďte obecný stavový popis mnoharozměrového nelineárního systému (MNS) a jeho základní vlastnosti včetně podmínky stability.
Uveďte stavový popis mnoharozměrového lineárního systému (MLS), postup při linearizaci nelineárního modelu.
Popište přechod od stavového k vstupně výstupnímu (externímu) popisu MLS.
Pojednejte o možnostech identifikace parametrů externího lineárního modelu MNS.
Řešte problém syntézy řízení MLS v okruhu polynomiálních matic.
Navrhněte schéma adaptivního řízení MNS.
Ověřte navržený algoritmus řízení na modelu spojených nádrží na kapalinu.
Research Plan
Uveďte obecný stavový popis mnoharozměrového nelineárního systému (MNS) a jeho základní vlastnosti včetně podmínky stability.
Uveďte stavový popis mnoharozměrového lineárního systému (MLS), postup při linearizaci nelineárního modelu.
Popište přechod od stavového k vstupně výstupnímu (externímu) popisu MLS.
Pojednejte o možnostech identifikace parametrů externího lineárního modelu MNS.
Řešte problém syntézy řízení MLS v okruhu polynomiálních matic.
Navrhněte schéma adaptivního řízení MNS.
Ověřte navržený algoritmus řízení na modelu spojených nádrží na kapalinu.
Recommended resources
DOSTÁL, Petr a Radek MATUŠŮ. Stavová a algebraická teorie řízení. Zlín: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2010, 90 s. ISBN 978-80-7318-991-4.
BISHOP, Robert H a Richard C DORF. Modern Control Systems. 8th ed. Menlo Park: Addison Wesley, 1998, 855 s. ISBN 0201326779.
ROSENWASSER, Efim a Bernhard P LAMPE. Multivariable computer-controlled systems: a transfer function approach. London: Springer, 2006, xvii, 478 s. ISBN 1846284317.
HAVLENA, Vladimír a Jan ŠTECHA. Moderní teorie řízení. dotisk 1. vyd. Praha: ČVUT, 1996, 291 s., 40 obr. ISBN 8001010767.
SKOGESTAD, Sigurd a Ian POSTLETHWAITE. Multivariable feedback control: analysis and design. 2nd ed. Chichester, England: John Wiley, 2005, xiv, 574 s. ISBN 0470011688.
ŠTECHA, Jan a Vladimír HAVLENA. Teorie dynamických systémů. 2. vyd. Praha: ČVUT, 1999, 248 s., 70 obr. ISBN 8001019713.
DOSTÁL, Petr, Vladimír BOBÁL a František GAZDOŠ. Adaptive control of a MIMO process by two feedback controllers. The 6th Asian Control Conference ASCC 2006, Bali, Indonesia, 2006, 540-546.
BOBÁL, Vladimír. Adaptivní a prediktivní řízení. 1. vyd. Zlín: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2008, 134 s. ISBN 978-80-7318-662-3.
Recommended resources
DOSTÁL, Petr a Radek MATUŠŮ. Stavová a algebraická teorie řízení. Zlín: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2010, 90 s. ISBN 978-80-7318-991-4.
BISHOP, Robert H a Richard C DORF. Modern Control Systems. 8th ed. Menlo Park: Addison Wesley, 1998, 855 s. ISBN 0201326779.
ROSENWASSER, Efim a Bernhard P LAMPE. Multivariable computer-controlled systems: a transfer function approach. London: Springer, 2006, xvii, 478 s. ISBN 1846284317.
HAVLENA, Vladimír a Jan ŠTECHA. Moderní teorie řízení. dotisk 1. vyd. Praha: ČVUT, 1996, 291 s., 40 obr. ISBN 8001010767.
SKOGESTAD, Sigurd a Ian POSTLETHWAITE. Multivariable feedback control: analysis and design. 2nd ed. Chichester, England: John Wiley, 2005, xiv, 574 s. ISBN 0470011688.
ŠTECHA, Jan a Vladimír HAVLENA. Teorie dynamických systémů. 2. vyd. Praha: ČVUT, 1999, 248 s., 70 obr. ISBN 8001019713.
DOSTÁL, Petr, Vladimír BOBÁL a František GAZDOŠ. Adaptive control of a MIMO process by two feedback controllers. The 6th Asian Control Conference ASCC 2006, Bali, Indonesia, 2006, 540-546.
BOBÁL, Vladimír. Adaptivní a prediktivní řízení. 1. vyd. Zlín: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2008, 134 s. ISBN 978-80-7318-662-3.
