Programování LEGO MINDSTORMS s použitím nástroje MATLAB a Simulink

Podobné dokumenty
Automatizační a měřicí technika (B-AMT)

Ústav automatizace a měřicí techniky.

Workshop. Vývoj embedded aplikací v systému MATLAB a Simulink. Jiří Sehnal sehnal@humusoft.cz. info@humusoft.cz.

Modelování elektromechanického systému

Moderní nástroje pro vývoj elektronických řídicích jednotek

VÝVOJ ŘÍDICÍCH ALGORITMŮ HYDRAULICKÝCH POHONŮ S VYUŽITÍM SIGNÁLOVÉHO PROCESORU DSPACE

Modelování polohových servomechanismů v prostředí Matlab / Simulink

Virtuální přístroje. Matlab a Instrument Control Toolbox. J.Tomek, A.Platil

Laborato regula ních systém a prost edk Název prezentace ídicích systém Umíst ní laborato E228 Správce laborato Ing. Št pán O ana, Ph.D.

Vývoj a testování elektronických řídicích jednotek pro automobily

MATLAB a Simulink R2015b

Pro tvorbu samostatně spustitelných aplikací je k dispozici Matlab library.

MATLAB & Simulink. Návrh digitálních filtrů pro úpravu signálů a analýza obrazu. Jaroslav Jirkovský jirkovsky@humusoft.cz

Využití programu MATLAB v robotice. počítačové vidění a deep learning

Přípravek pro demonstraci řízení pohonu MAXON prostřednictvím

Řízení modelu letadla pomocí PLC Mitsubishi

SYNERGICKÝ EFEKT VE VÝUCE AUTOMATIZACE S VYUŽITÍM APLIKAČNÍCH KNIHOVEN MATLABU A SIMULINKU

Učivo: Detailnější zopakování používání některých částí uživatelského rozhraní LEGO MINDSTORMS NXT Paleta programování

Open Roberta Lab. Jan Preclík 1

Virtuální instrumentace I. Měřicí technika jako součást automatizační techniky. Virtuální instrumentace. LabVIEW. měření je zdrojem informací:

Obsah ZÁKLADNÍ DESKA. O autorech 11 Úvod 13

Obsah. O autorovi 11 Předmluva 13 Zpětná vazba od čtenářů 14 Errata 14

Systémy pro měření, diagnostiku a testování prototypů II. Odůvodnění vymezení technických podmínek podle 156 odst. 1 písm. c) ZVZ

Centrum kompetence automobilového průmyslu Josefa Božka - AutoSympo a Kolokvium Božek až , Roztoky -

MATLAB & Simulink. Matematické výpočty, analýza dat a tvorba aplikací. Jaroslav Jirkovský jirkovsky@humusoft.cz. info@humusoft.

Controlweb. Úvod. Specifikace systému

Řízení tepelné soustavy s dopravním zpožděním pomocí PLC

Matematika v programovacích

Metodické pokyny k materiálu č. 39 Mobilní robot III - Závodní auto - Dálkové ovládání 1 (PROGRAM 1)

Možnosti integrace požárních a bezpečnostních technologií do BMS

Modulární systém dalšího vzdělávání pedagogických pracovníků JmK v přírodních vědách a informatice CZ.1.07/1.3.10/ Brožura dobré praxe

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ MEIV Souborná činnost na složitých elektronických zařízeních zaměřená na servisní a profesní působení studenta

Průvodce programováním AMiNi-E jazykem STL Dipl. Ing. Pavel Votrubec

METODICKÝ LIST K TECHNICKÉMU KROUŽKU:

Prostředky automatického řízení Úloha č.5 Zapojení PLC do hvězdy

Meo S-H: software pro kompletní diagnostiku intenzity a vlnoplochy

Laboratoř řídicích systémů EB306

KNIHOVNA MODELŮ TECHNOLOGICKÝCH PROCESŮ

HIL simulace Radek Havlík, Jan Svoboda

Předmluva 9 Obsah knihy 9 Typografické konvence 10 Informace o autorovi 10 Poděkování 10

METODICKÝ LIST 1. Název výukové aktivity (tématu): 2. Jméno autora: Ing. Petr Hořejší, Ph.D., Ing. Jana Hořejší 3. Anotace:

Soft-PLC systémy ICP DAS se softwarem ISaGRAF

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Zápočtová úloha z předmětu KIV/ZSWI DOKUMENT SPECIFIKACE POŽADAVKŮ

Virtuální ověřování výroby Robotika Process Simulate Virtual Commissioning Virtuelle Inbetriebnahme

První kroky s METEL IEC IDE

Centrum kompetence automobilového průmyslu Josefa Božka - AutoSympo a Kolokvium Božek 2. a , Roztoky -

PowerOPTI Řízení účinnosti tepelného cyklu

Informace pro výběr bakalářského oboru

Návrh a simulace zkušební stolice olejového čerpadla. Martin Krajíček

Profilová část maturitní zkoušky 2015/2016

METODICKÝ LIST K TECHNICKÉMU KROUŽKU:

Real Time programování v LabView. Ing. Martin Bušek, Ph.D.

METODICKÝ LIST K TECHNICKÉMU KROUŽKU:

Obsah DÍL 1. Předmluva 11

Řídicí systém pro každého

DUM č. 13 v sadě. 29. Inf-5 RoboLab a Lego Mindstorms

SILNOPROUDÁ ELEKTROTECHNIKA A ELEKTROENERGETIKA.

ŘÍZENÍ FYZIKÁLNÍHO PROCESU POČÍTAČEM

grafické vývojové prostředí pro vytváření aplikačního SW do centrál systému PROMOS line 2

LabVIEW přes 20 let inovací

SMART GRID SYSTEM TECHNOLOGIE PRO ANALYTIKU A SPRÁVU ENERGETICKÝCH SÍTÍ. Představení společnosti Analyzátor sítě

Profilová část maturitní zkoušky 2017/2018

METODICKÝ LIST K TECHNICKÉMU KROUŽKU:

Dvouletá retrospektiva podpory učitelů při rozvoji informatického myšlení žáků. Blanka Kozáková Jiří Sumbal

METODICKÝ LIST. Výklad: Seznámení se se stavebnicí, ukázky jiných projektů a možností stavebnice

Úvod do problematiky. Význam počítačové grafiky. Trochu z historie. Využití počítačové grafiky

Adaptivní model kardiovaskulárního systému

MATLAB & Simulink. novinky v roce Jan Houška houska@humusoft.cz. HUMUSOFT s.r.o.

MATLAB: Vývoj a nasazení finančních aplikací

ZÁKLADY AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ

Úvod do problematiky. Význam počítačové grafiky. Trochu z historie. Využití počítačové grafiky

Fyzikální laboratoř. Kamil Mudruňka. Gymnázium, Pardubice, Dašická /8

Informatika a výpočetní technika 1. roč./1. sem. 1. roč./2. sem. 2. roč./3. sem. 1 kr. Povinné předměty pro obor IVT

MATLAB. Měření a analýza dat, statistika a optimalizace. Jaroslav Jirkovský jirkovsky@humusoft.cz. info@humusoft.cz.

KITTV PedF UK TÉMATA BAKALÁŘSKÝCH PRACÍ pro školní rok 2010/2011

MATURITNÍ OTÁZKY ELEKTROTECHNIKA - POČÍTAČOVÉ SYSTÉMY 2003/2004 TECHNICKÉ VYBAVENÍ POČÍTAČŮ

Témata profilové maturitní zkoušky

Automatická detekce anomálií při geofyzikálním průzkumu. Lenka Kosková Třísková NTI TUL Doktorandský seminář,

DUM 19 téma: Digitální regulátor výklad

Praktické využití Mathematica CalcCenter. Ing. Petr Kubín, Ph.D. Katedra elektroenergetiky, ČVUT v Praze, FEL

Zpracování obrazu v FPGA. Leoš Maršálek ATEsystem s.r.o.

Modernizace a inovace výpočetní kapacity laboratoří ITE pro účely strojového učení. Jiří Málek

Merkur perfekt Challenge Studijní materiály

Automatizace a pohony SIMATIC HMI. Charakteristika. WinCC flexible

Programovatelné automaty SIMATIC S7 a S5

Pokročilá průmyslová automatizace

Vstupní požadavky, doporučení a metodické pokyny

Datová věda (Data Science) akademický navazující magisterský program

5.1.7 Informatika a výpočetní technika. Časové, obsahové a organizační vymezení. ročník hodinová dotace

Infor APS (Scheduling) Tomáš Hanáček

Inteligentní řízení strojů s portfoliem u-mation Řešení pro automatizaci a digitalizaci Let s connect. Automatizace a digitalizace

Knihovna ServoLib Řízení servopohonu bez zpětné vazby. TXV první vydání březen 2009 změny vyhrazeny

Automatizace je proces při němž je řídicí funkce člověka nahrazována činností

POČÍTAČOVÉ ŘÍZENÍ TECHNOLOGICKÝCH PROCESŮ

Kritéria hodnocení praktické maturitní zkoušky z databázových systémů

Modelování a simulace Lukáš Otte

9. Praktická verifikace

VZOROVÝ STIPENDIJNÍ TEST Z INFORMAČNÍCH TECHNOLOGIÍ

Projekt BROB. Základy robotiky. Téma: Digitální časomíra. Vedoucí projektu: Tomáš Jílek

Transkript:

26.1.2018 Praha Programování LEGO MINDSTORMS s použitím nástroje MATLAB a Simulink Jaroslav Jirkovský jirkovsky@humusoft.cz www.humusoft.cz info@humusoft.cz www.mathworks.com

Co je MATLAB a Simulink 2 MATLAB inženýrský nástroj a interaktivní prostředí pro vědecké a technické výpočty grafické a výpočetní nástroje grafická uživatelská rozhraní (GUI) otevřený systém Simulink nadstavba MATLABu modelování, simulace a analýza dynamických systémů prostředí blokových schémat platforma pro Model Based Design Aplikační knihovny Strojové učení, statistika a optimalizace Deep learning, neuronové sítě, fuzzy Zpracování obrazu a počítačové vidění Zpracování signálu a komunikace Finanční analýza a datová analytika Výpočetní biologie Modelování fyzikálních soustav Návrh řídicích systémů a robotika Systémy diskrétních událostí Měření a testování Tvorba samostatných aplikací Generování kódu (RT a embedded)

Výpočty, funkce, programy, tvorba aplikací Výpočetní funkce funkce z různých aplikačních oblastí Interaktivní dokumenty Připravená GUI Tvorba programů a algoritmů nástroje pro ladění programu Pokročilá grafika a vizualizace Tvorba vlastních grafických uživatelských rozhraní 3

Modelování systémů Modelování v grafickém prostředí Modelování matematickým popisem dh dt k1q1 k 2 h prvky pro spojité i diskrétní systémy matematické operace, nelinearity vstupní signály a grafické výstupy m x bx kx F Modelování algoritmů Fyzikální modelování soustav Stavové automaty a řídicí logika 4

Matematické výpočty a Datová analytika Statistické výpočty a pravděpodobnost Strojové učení Prokládání křivek Optimalizační úlohy Finanční analýza a modelování Neuronové sítě Fuzzy logika Symbolické výpočty 5

Zpracování obrazu a počítačové vidění Snímání reálného obrazu Zpracování obrazu a videa úprava obrazu, transformace, segmentace práce s barevnými prostory Počítačové vidění detekce a sledování objektů detekce obličeje, postav 3-D vision, OCR Deep Learning rozpoznávání obrazu a detekce objektů sémantická segmentace 6

Digitální zpracování signálu Měření a výstup reálných signálů Zpracování signálu a návrh filtrů návrh filtrů a filtrace signálu statistické zpracování signálu Pokročilé zpracování signálu návrh pokročilých digitálních filtrů stream-based zpracování signálu 7

Modelování řídicích systémů Propojení modelů soustav s regulátory blok PID regulátoru v mnoha variantách jiné regulátory z obecných prvků Nástroje pro ladění řídicích systémů automatické ladění PID regulátorů automatické ladění rozvětvených řídicích systémů ladění pomocí optimalizačních algoritmů Spojité a diskrétní prvky v jednom modelu Bohaté knihovny vstupních signálů 8

Aplikace v reálném čase a nasazení na HW Simulace v reálném čase PC s měřící kartou, real-time simulátory Spouštění modelů na výukovém hardware Arduino, LEGO Mindstorms, Raspberry Pi,... Generování kódu pro cílové platformy plně automatické jazyky: C/C++, HDL kód, strukturovaný text cílové platformy: P, DSP, FPGA, PLC 9

Program Základy Simulinku Podpůrný balíček pro LEGO EV3 Základní práce se senzory a motory Externí režim Robot sledující čáru Vyhýbaní se kolizím Funkce v Simulinku Stateflow 10

Simulink Prostředí pro modelování, simulace, implementace dynamických a embedded systémů Tvorba blokových schémat Multidoménové systémy Platforma pro Model Based Design Projektově orientované vyučování Podpora low-cost hardware MATLAB a Simulink + Support Packages EV3, NXT, Arduino, Raspberry Pi 11

Simulink v průmyslu Eurocopter: Helicopters Eaton: Hybrid Delivery Truck Caterpillar: Construction Machine IAV: CNG/LPG EMS GM: HVAC Delphi: Common Rail Diesel Dongfeng: BMS Honeywell: Flight Controls GM: Hybrid Powertrain Daimler: Vehicle Controller Lear: BCM Vodafone: Telematics 12 12

Programování barvy indikátoru stavu Indikátor stavu různé barvy Vytvoření modelu v Simulinku Bloky Constant Status Light Propojit bloky Konfigurace cílového zařízení Nahrání modelu na EV3 13

Získání a zobrazení hodnot EV3 senzorů Senzor port perioda vzorkování další nastavení Vytvoření modelu v Simulinku Bloky Ultrasonic Sensor Display Propojit bloky Hodnota senzoru se zobrazí na obrazovce EV3 14

Vyhýbání se kolizím Modelování a testování návrh funkce (logiky) zkoušení vstupů sledování výstupů Výměna vstupů za reálné Ultrasonic Sensor Motor Implementace nahrání do EV3 15

Interaktivní ovládání Ovládání robota rychlost diferenciál Typy programování Deploy to hardware External mode Externí režim změna vstupů monitorování výstupů 16

Robot sledující čáru Algoritmus čtení světelného senzoru zesílení rozdílu rozdělení rychlosti na kola Ladění parametrů Externí režim žádaná hodnota intenzity zesílení rychlost 17

Robot sledující čáru s vyhýbáním se kolizím I Spojení více modelů distribuce úloh kombinace částečných úloh Algoritmus sledování čáry detekce překážky zastavit motory Kombinace částí blok SWITCH 18

Robot sledující čáru s vyhýbáním se kolizím II Kombinace bloků nárůst složitosti Využití příkazů MATLABu Blok MATLAB Function 19 function [leftmotor,rightmotor] = control(distval,distthresh,basespeed,gain,setpoint,sensedlight) %#codegen if distval > distthresh err = sensedlight - setpoint; leftmotor = basespeed - gain*err; rightmotor = basespeed + gain*err; else leftmotor = 0; rightmotor = 0; end

Logické řízení Programátorský přístup Blok MATLAB Function Ukládání stavů Perzistentní proměnné switch case Stavový automat Stateflow grafický návrh stavy a přechody Výhoda Stateflow sledování stavů 20

21 Robot sledující čáru logické řízení

Zdroje informací Web společnosti MathWorks - Academia studenti, učitelé MATLAB academy https://matlabacademy.mathworks.com Kurz Onramp, zadarmo, vlastní tempo, cca 2 hodiny MATLAB Maker Community https://www.mathworks.com/matlabcentral/maker.html LEGO MINDSTORMS, Arduino, Raspberry Pi Webináry a akce www.humusoft.cz http://www.humusoft.cz/events/www-seminars/ 22

Děkuji za pozornost