POUŽITÍ PROGRAMU MATLAB SIMULINK A VIRTUAL REALITY TOOLBOXU PŘI NÁVRHU A EXPERIMENTÁLNÍM OVĚŘENÍ ŘÍZENÍ JEŘÁBOVÉ KOČKY. petr.noskievic@vsb.

HTML
DOWNLOAD

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "POUŽITÍ PROGRAMU MATLAB SIMULINK A VIRTUAL REALITY TOOLBOXU PŘI NÁVRHU A EXPERIMENTÁLNÍM OVĚŘENÍ ŘÍZENÍ JEŘÁBOVÉ KOČKY. petr.noskievic@vsb."

Lucie Horáčková
před 9 lety
Počet zobrazení:

1 POUŽITÍ PROGRAMU MATAB SIMUIN A VIRTUA REAITY TOOBOXU PŘI NÁVRHU A EXPERIMENTÁNÍM OVĚŘENÍ ŘÍZENÍ JEŘÁBOVÉ OČY Doc.Ing.Per Nosievič,CSc., Ing.Milan VANĚ, Ing.arel STRNAD VŠB-TU Osrava, aula srojní, aedra auoaiační echni a říení per.nosievic@vsb.c Absrac. The design of he sae posiion conroller and observer of he crane using MATAB Siulin and Virual Reali Toolbo is he opic of his paper. The soluion presens he as solved b he sudens a he Deparen of Conrol Sses and Insruenaion acul of Mechanical Engineering Technical Universi of Osrava. Non-linear aheaical odel realised in Siulin was derived using aheaical odelling. The sae feedbac and observer were copued afer odel linearisaion using MATAB procedure. The designed conroller was esed using Siulin odel and using he es rig laboraor odel of he crane. The D-odel of he sae sse he laboraor odel of he crane - was creaed in he virual reali world and conneced wih he dnaic odel in Siulin using he virual reali Toolbo. The siulaed and easured resuls of he posiion conrol and he D-crane odel in are shown in presened figures. Úvod Příspěve uauje použií prograu MATAB Siulin rošířeného o Virual Reali Toolbo ve výuce a praicé činnosi sudenů na aedře auoaiační echni a říení aul srojní VŠB TU Osrava. Poocí aeaicého odelu jeřábové oč ísaného analicou idenifiací bl proveden návrh říení se savovou pěnou vabou a poorovaele savu, eré uožňuje přeísění oč s iniální ývání avěšeného břeene. Návrh říení bl eperienálně ověřen na realiované odelu a aniován v prosředí viruální reali poocí prosorového odelu propojeného s dnaicý odele realiovaný v Siulinu s vužií Virual Reali Toolbou. Obr. Jeřábová oča onačení proěnných

The design of he sae posiion conroller and observer of he crane using MATAB Siulin and Virual Reali Toolbo is he opic of his paper.

2 Analicá idenifiace odelu pojedu jeřábu vcháí e silového roboru podle obr.., e erého vplývá pohbová rovnice oč S sin, () a pohbová rovnice břeene S sin cos () cos g sin S. () Rovnice pro úhel vchýlení břeene se určí poocí vahů ei souřadnicei l sin () l cos. () Po dvojnásobné derivaci podle času l cos l sin (6) l sin l cos, (7) dosaení do pohbových rovnic břeene () a () l cos l sin S sin cos (8) l sin l cos S cos g sin. (9) a následné úpravě se obdrží nelineární diferenciální rovnice druhého řádu pro polohové souřadnice a () l( ) l cos cos cos cos l sin cos ( ) g sin g sin cos l sin. () cos ( ) Po apliaci vahů planých pro alé úhl se ísá lineariovaný odel ve varu ( ) g ( l ) (6). (7) Rovnice popisující chování ooru á var g u. (8)

() Po dvojnásobné derivaci podle času l cos l sin (6) l sin l cos, (7) dosaení do pohbových rovnic břeene () a () l cos l sin S sin cos (8) l sin l cos S cos g sin.

3 Pro říení poloh jeřábové oč blo použio savové říení. Návrh poorovaele savu a savové pěné vab vcháí lineariovaného savového odelu sséu ) ( g M, (9) resp. apsáného v aicové varu () M u g Po dosaení číselných hodno onsan ají aice sséu var () 9,97 9,7,6 A B,97 8 E [ ] C [ ] D [ ]

4 Jeliož odel jeřábu obsahuje pě savových proěnných, nichž ěřen jsou jen dvě - poloha oč a vchýlení břeene, bl pro realiaci savové pěné vab navržen poorovael savu,. Po sanovení poloh vlasních čísel sséu se savovou pěnou vabou a poorovaele savu bl s vužií funce Acer proveden výpoče, erý shrnují následující přía. %jerabova oca g.6; ; l.8; g9.8;.;;;9; %vpoce prvu aice A a-g*g/; a/; a(g)*g//l; a//l; a-*; a-; %vpoce prvu aice B b*; %aice sseu A[ ; a a; ; -a a; a a]; %aice rieni B[; -.; ; -.8; b]; %aice vsupu C[ ]; %aice prevodu D[]; %NAVRH POZOROVATEE: %adane pol poorovaele pp[-9.;-9.;-.;-.7;-.7]; Tacer(A',C',pp); T'; %STAVOVA ZPETNA VAZBA %adane pol sseu p[-7.;-7.;-6.;-6.7;-6.7]; %onrola ridielnosi Cocrb(A,B); ran(co) %onrola poorovaelnosi: Obobsv(A,C); ran(ob) %vpoce regulaoru (esileni pene vab): acer(a,b,p) %vpoce orecniho clenu: Sinv(C*inv(B*-A)*B) Obr. Výpoče savové pěné vab a poorovaele savu Vpočené hodno: Veor esílení pěné vab [.9; -.89;.89; -.; -.7] oreční člen S.9 oreční veor poorovaele [; 7; -; -8;-] Siulační odel říení se savovou pěnou vabou a poorovaele savu realiovaný s Siulinu uauje obr..

g9.8;.;;;9; %vpoce prvu aice A a-g*g/; a/; a(g)*g//l; a//l; a-*; a-; %vpoce prvu aice B b*; %aice sseu A[ ; a a; ; -a

5 . Consan S Gain Su Sauraion napei acni velicina B Sse () <> s Su Inegraor C poloha oč A Mu De u Su -_ A Mu De u Mu Scope Mu De u Sauraion Scope Bpo Su Deu Poorovael s Su Inegraor Cpo _ Scope Apo po -_ Cloc cas po po Obr. Bloové schéa říení savovou pěnou vabou s poorovaele savu. Navržené říení blo praic ověřeno na realiované laboraorní odelu jeřábové oč v laboraoři říené poocí PC. Za í účele bl navržen disréní poorovael savu a disréní savová pěná vaba. Obr. a obr. uaují průběh poloh oč a vchýlení břeene při soové ěně poloh oč všeřené siulačně a ěřené na laboraorní odelu. laboraorníu odelu jeřábové oč bl sesaven viruální odel a poocí Virual Reali Toolbou propojen se siulační odele v Siulinu, obr.6 a obr.7. V prosředí viruální reali pa blo ožné poorova ývání břeene při použií růných reguláorů obdobně jao na fiální odelu

Za í účele bl navržen disréní poorovael savu a disréní savová pěná vaba. Obr. a obr. uaují průběh poloh oč a vchýlení břeene při soové ěně poloh oč všeřené siulačně a ěřené na laboraorní odelu.

6 Obr. 6 Porovnání průběhu poloh oč odelu jeřábu a siulačního odelu. Obr.7 Porovnání průběhu úhlu naočení břeena odelu jeřábu a siulačního odelu..

7 w Žad. hodnoa S Su Sauraion B Su s Inegraor C Vsup Acni velicina u A Mu Deu Mu Deu R Poloha v Rchlos v fi Úhel naoceni i -. Consan Consan Consan og Úhlová rchlos Sila Su BREMENO roaion [] OCA ranslaion [] Virual Reali.6 Consan Consan Obr. 6 Siulační odel jeřábu a jeho propojení s viruální odele poocí blou Virual Reali

8 Obr. 7 Pohled na vvořený viruální odel jeřábu obraený v MS IE. Závěr Snéa savového říení s poorovaele a jeho výna na ěnu dnaicých vlasnosí říeného sséu je uáána v příspěvu. Dnaicé vlasnosi sséu bl všeřen siulačně realiací nelineárního a lineariovaného odelu v prograu Siulin, dále eperienálně poocí realiovaného laboraorního odelu jeřábu a poocí aniace vvořeného prosorového odelu v prosředí viruální reali a propojeného s dnaicý odele prosřednicví Virual Reali Toolbou. Příspěve vnil v ráci řešení výuného áěru CEZ:J7/98:7 "Modelování, siulace a říení složiých dnaicých sséů výrobně-dopravních opleů". ieraura Nosievič, P.,999. Modelování a idenifiace sséů.. vd. Osrava: MONTANEX, a.s. 76s. ISBN Nosievič, P., 99. Siulace sséů. Sripa VŠB-TU Osrava. s. ISBN Ogaa,., 99. Solving Conrol Engineering Probles Wih MATAB. Englewood Cliffs (New Jerse), Prenice Hall. ISBN Pospíše, S., 999. Eperienální idenifiace dnaicých sséů. Diploová práce, VŠB TU Osrava. Vaně,M.,. Říení echaronicých sséů. Diploová práce S, VŠB-TU Osrava,, 6 sran. Srnad,.,. Viruální laboraoř echaronicých sséů. Diploová práce S, VŠB- TU Osrava,, 7 sran.

prosorového odelu v prosředí viruální reali a propojeného s dnaicý odele prosřednicví Virual Reali Toolbou.

Podobné dokumenty

VYUŽITÍ MATLABU VE VÝUCE MECHANIKY NA FAKULTĚ ELEKTROTECHNICKÉ ČVUT Jiří Vondřich Katedra mechaniky a materiálů, Fakulta elektrotechnická, ČVUT Praha,

VYUŽITÍ MATLABU VE VÝUCE MECHANIKY NA AKULTĚ ELEKTROTECHNICKÉ ČVUT Jiří Vondřich Kaedra echani a aeriálů, aula eleroechnicá, ČVUT Praha, Úvod Kaedra echani a aeriálů zališuje výuu echani pro oor Kerneia