Tato diplomová práce se zabývá návrhem a laděním regulátorů pomocí experimentálně naměřených dat. Samotná práce je zaměřena pouze na metodu Virtual Reference Feedback Tuning - VRFT (ladění zpětné vazby pomocí virtuálního signálu žádané veličiny). Jde o přímou metodu, která využívá pouze naměřených vstupně - výstupních dat řízeného systému k přímému návrhu regulátoru nebo doladění jeho parametrů a to bez nutnosti, abychom daný systém museli identifikovat. Pro účely testování této metody byla vytvořena v programovém prostředí Matlab/Simulink 6.5 Release 13 vhodná aplikace. Poté bylo provedeno důkladné otestovaní této metody na standardních testovacích modelech, které jsou určeny pro automatické řízení. Při testování jsem se zaměřila především na vliv použití optimálního filtru, stabilitu regulačního obvodu a na vliv šumu.
Annotation in English
This thesis deals with the design and tuning of controllers by experimentally measured data. The thesis alone focuses only on the method Virtual Reference Feedback Tuning - VRFT. This is a direct method that exploits measured input - output data of the controlled system for the direct design of a controller or fine-tuning of its parameters without the necessity for identification of the system. For testing purposes a suitable application in the environment Matlab/Simulink 6.5 Release 13 was developed. Afterwards a careful testing of this method was done on standard testing models used for automatic control. During my testing I focus especially on the impact of using an optimal filter, stability of the resultant control system and the impact of noise contamination of the data.
Keywords
Návrh a ladění regulátoru, Virtual Reference Feedback Tuning (VRFT), přímé metody, testování, grafické uživatelské rozhraní (GUI).
Keywords in English
Controller design and tuning, Virtual Reference Feedback Tuning (VRFT), direct methods, testing, GUI.
Length of the covering note
98
Language
CZ
Annotation
Tato diplomová práce se zabývá návrhem a laděním regulátorů pomocí experimentálně naměřených dat. Samotná práce je zaměřena pouze na metodu Virtual Reference Feedback Tuning - VRFT (ladění zpětné vazby pomocí virtuálního signálu žádané veličiny). Jde o přímou metodu, která využívá pouze naměřených vstupně - výstupních dat řízeného systému k přímému návrhu regulátoru nebo doladění jeho parametrů a to bez nutnosti, abychom daný systém museli identifikovat. Pro účely testování této metody byla vytvořena v programovém prostředí Matlab/Simulink 6.5 Release 13 vhodná aplikace. Poté bylo provedeno důkladné otestovaní této metody na standardních testovacích modelech, které jsou určeny pro automatické řízení. Při testování jsem se zaměřila především na vliv použití optimálního filtru, stabilitu regulačního obvodu a na vliv šumu.
Annotation in English
This thesis deals with the design and tuning of controllers by experimentally measured data. The thesis alone focuses only on the method Virtual Reference Feedback Tuning - VRFT. This is a direct method that exploits measured input - output data of the controlled system for the direct design of a controller or fine-tuning of its parameters without the necessity for identification of the system. For testing purposes a suitable application in the environment Matlab/Simulink 6.5 Release 13 was developed. Afterwards a careful testing of this method was done on standard testing models used for automatic control. During my testing I focus especially on the impact of using an optimal filter, stability of the resultant control system and the impact of noise contamination of the data.
Keywords
Návrh a ladění regulátoru, Virtual Reference Feedback Tuning (VRFT), přímé metody, testování, grafické uživatelské rozhraní (GUI).
Keywords in English
Controller design and tuning, Virtual Reference Feedback Tuning (VRFT), direct methods, testing, GUI.
Research Plan
1. Nastudujte si princip přímé metody pro návrh a ladění regulátorů z experimentálně naměřených dat - Virtual Reference Feedback Tuning.
2. Pro účely testování uvedeného přístupu vytvořte v programovém systému MATLAB vhodné uživatelské rozhraní.
3. Proveďte důkladné otestování dané metody na standardních testovacích modelech pro automatické řízení. Zejména se zaměřte na tyto klíčové aspekty zmíněné metody: vliv použití optimálního filtru dat, stabilita výsledného regulačního obvodu a vliv šumu.
4. Získané poznatky vhodnou formou přehledně prezentujte.
Research Plan
1. Nastudujte si princip přímé metody pro návrh a ladění regulátorů z experimentálně naměřených dat - Virtual Reference Feedback Tuning.
2. Pro účely testování uvedeného přístupu vytvořte v programovém systému MATLAB vhodné uživatelské rozhraní.
3. Proveďte důkladné otestování dané metody na standardních testovacích modelech pro automatické řízení. Zejména se zaměřte na tyto klíčové aspekty zmíněné metody: vliv použití optimálního filtru dat, stabilita výsledného regulačního obvodu a vliv šumu.
4. Získané poznatky vhodnou formou přehledně prezentujte.
Recommended resources
[1] Campi, M. C., Lecchini, A., Savaresi, S.: Virtual reference feedback tuning: a direct method for the design of feedback controllers. Automatica, 2002, vol. 38, no. 8, pp. 1337-1346.
[2] Gazdoš, F., Dostál, P.: Virtual reference feedback tuning - a case study. In: CD-ROM Proceedings of 7th International scientific - technical conference Process Control 2006. Kouty nad Desnou, Czech Republic.
[3] Gazdoš, F: Přímé metody návrhu a ladění regulátorů. Grantová přihláška post-doktorského projektu GAČR-102/07/P148, část PC, 2006.
[4] http://bsing.ing.unibs.it/ campi/VRFTwebsite/
[5] Klán, P., Gorez, R.: Testovací modely pro automatické řízení, Automatizace, 2002, vol. 45, no. 4, pp. 258-261.
[6] http://www.e-automatizace.cz.
[7] Doňar, B., Zaplatílek, K.: MATLAB - tvorba uživatelských aplikací. BEN - technická literatura, ISBN 80-7300-133-0, 2004.
Recommended resources
[1] Campi, M. C., Lecchini, A., Savaresi, S.: Virtual reference feedback tuning: a direct method for the design of feedback controllers. Automatica, 2002, vol. 38, no. 8, pp. 1337-1346.
[2] Gazdoš, F., Dostál, P.: Virtual reference feedback tuning - a case study. In: CD-ROM Proceedings of 7th International scientific - technical conference Process Control 2006. Kouty nad Desnou, Czech Republic.
[3] Gazdoš, F: Přímé metody návrhu a ladění regulátorů. Grantová přihláška post-doktorského projektu GAČR-102/07/P148, část PC, 2006.
[4] http://bsing.ing.unibs.it/ campi/VRFTwebsite/
[5] Klán, P., Gorez, R.: Testovací modely pro automatické řízení, Automatizace, 2002, vol. 45, no. 4, pp. 258-261.
[6] http://www.e-automatizace.cz.
[7] Doňar, B., Zaplatílek, K.: MATLAB - tvorba uživatelských aplikací. BEN - technická literatura, ISBN 80-7300-133-0, 2004.
