Obsah diplomové práce je zaměřen na návrh optimálního umístění pólů uzavřeného regulačního obvodu, který zajistí požadovanou kvalitu regulačního pochodu. V teoretické části je analyzována problematika několika numerických metod sloužících k hledání extrému funkce jako prostředku vedoucího k minimalizaci hodnot kritéria popisující kvalitu regulačního pochodu. V praktické části jsou tyto numerické metody reprezentovány funkcemi z Optimization toolboxu programu MATLAB a díky vytvořenému uživatelskému grafickému rozhraní můžeme snadno získat póly regulačního obvodu odpovídající vybranému kritériu kvality. Následně jsou vypočteny parametry zvolené struktury regulátoru a získané výsledky mohou být ověřeny pomocí simulace.
Annotation in English
The content of the thesis is aimed on a design of optimal pole placement closed loop control systems, which provides required control quality. There is analyzed a problem of several numerical methods served as looking for an extreme value of a function in the theoretical part of thesis. These numerical methods minimize values of evaluation criteria describing a control quality and they are represented by MATLAB Optimization toolbox functions in the practical part of the thesis. Thanks to graphic user interface what was made we can simply get control system poles corresponding with a selected quality criteria. Afterwards, there are calculated parameters of a selected control structure and all results can be verified by the simulation.
Keywords
Návrh řízení, Optimální umístění pólů, 1DOF, 2DOF, optimalizace, jakost regulačního pochodu, MATLAB, GUI
Keywords in English
Control system design, Optimal pole placement, 1DOF, 2DOF, optimization, control quality, MATLAB, GUI
Length of the covering note
87 s.
Language
CZ
Annotation
Obsah diplomové práce je zaměřen na návrh optimálního umístění pólů uzavřeného regulačního obvodu, který zajistí požadovanou kvalitu regulačního pochodu. V teoretické části je analyzována problematika několika numerických metod sloužících k hledání extrému funkce jako prostředku vedoucího k minimalizaci hodnot kritéria popisující kvalitu regulačního pochodu. V praktické části jsou tyto numerické metody reprezentovány funkcemi z Optimization toolboxu programu MATLAB a díky vytvořenému uživatelskému grafickému rozhraní můžeme snadno získat póly regulačního obvodu odpovídající vybranému kritériu kvality. Následně jsou vypočteny parametry zvolené struktury regulátoru a získané výsledky mohou být ověřeny pomocí simulace.
Annotation in English
The content of the thesis is aimed on a design of optimal pole placement closed loop control systems, which provides required control quality. There is analyzed a problem of several numerical methods served as looking for an extreme value of a function in the theoretical part of thesis. These numerical methods minimize values of evaluation criteria describing a control quality and they are represented by MATLAB Optimization toolbox functions in the practical part of the thesis. Thanks to graphic user interface what was made we can simply get control system poles corresponding with a selected quality criteria. Afterwards, there are calculated parameters of a selected control structure and all results can be verified by the simulation.
Keywords
Návrh řízení, Optimální umístění pólů, 1DOF, 2DOF, optimalizace, jakost regulačního pochodu, MATLAB, GUI
Keywords in English
Control system design, Optimal pole placement, 1DOF, 2DOF, optimization, control quality, MATLAB, GUI
Research Plan
Vypracujte literární rešerši na dané téma.
Odvoďte vztahy pro výpočet parametrů 1DoF i 2DoF regulátorů metodou umístění pólů pro vybrané spojité přenosy.
Navrhněte a v prostředí MATLAB/Simulink realizujte přehledné GUI, které umožní navrhnout 1DoF i 2DoF regulátor metodou umístění pólů pro vybrané přenosy a simulovat průběh řízení.
Póly bude možné zadat buď uživatelem nebo se budou optimalizovat vybranou numerickou metodou na základě uživatelem zvolených cílů řízení.
Na vybraném jednodušším případě proveďte přehledné srovnání výsledků numerické optimalizace pólů s jinou výpočtovou metodou.
Research Plan
Vypracujte literární rešerši na dané téma.
Odvoďte vztahy pro výpočet parametrů 1DoF i 2DoF regulátorů metodou umístění pólů pro vybrané spojité přenosy.
Navrhněte a v prostředí MATLAB/Simulink realizujte přehledné GUI, které umožní navrhnout 1DoF i 2DoF regulátor metodou umístění pólů pro vybrané přenosy a simulovat průběh řízení.
Póly bude možné zadat buď uživatelem nebo se budou optimalizovat vybranou numerickou metodou na základě uživatelem zvolených cílů řízení.
Na vybraném jednodušším případě proveďte přehledné srovnání výsledků numerické optimalizace pólů s jinou výpočtovou metodou.
Recommended resources
DOSTÁL, Petr; MATUŠŮ, Radek. Stavová a algebraická teorie řízení. Zlín: UTB ve Zlíně, Fakulta aplikované informatiky, 2010. ISBN 978-80-7318-991-4.
BALÁTĚ, Jaroslav. Automatické řízení. Praha: BEN-technická literatura, 2003. ISBN 80-7300-020-2.
SKOGESTAD, Sigurd; POSTLETHWAITE, Ian. Multivariable Feedback Control: Analysis and Design. Chichester: Wiley, 2005. ISBN 0-470-01168-8.
BARTKO, Róbert. MATLAB II.: Optimalizácia. Praha: VŠCHT Praha, 2008. ISBN 978-80-7080-691-3.
ZAPLATÍLEK, Karel; DOŇAR, Bohuslav. MATLAB - tvorba uživatelských aplikací. Praha: BEN - Technická literatura, 2004. ISBN 80-7300-133-0.
THE MATHWORKS, Inc. Optimization Toolbox: User's Guide. 2012. MATLAB.
Recommended resources
DOSTÁL, Petr; MATUŠŮ, Radek. Stavová a algebraická teorie řízení. Zlín: UTB ve Zlíně, Fakulta aplikované informatiky, 2010. ISBN 978-80-7318-991-4.
BALÁTĚ, Jaroslav. Automatické řízení. Praha: BEN-technická literatura, 2003. ISBN 80-7300-020-2.
SKOGESTAD, Sigurd; POSTLETHWAITE, Ian. Multivariable Feedback Control: Analysis and Design. Chichester: Wiley, 2005. ISBN 0-470-01168-8.
BARTKO, Róbert. MATLAB II.: Optimalizácia. Praha: VŠCHT Praha, 2008. ISBN 978-80-7080-691-3.
ZAPLATÍLEK, Karel; DOŇAR, Bohuslav. MATLAB - tvorba uživatelských aplikací. Praha: BEN - Technická literatura, 2004. ISBN 80-7300-133-0.
THE MATHWORKS, Inc. Optimization Toolbox: User's Guide. 2012. MATLAB.
