Cíl práce je vytvoření MPC regulátoru pro řízení matematického modelu helikoptéry. Tento model je vytvořen a identifikován za použití experimentálních dat naměřených na Humusoft CE150. Navržený MPC regulátor je porovnán s klasickou PI-P kaskádou pro řízení namodelované helikoptéry. Je zde také provedeno porovnání výpočetní náročnosti různých metod pro řešení problémů kvadratického programování, které je nutné řešit pro MPC regulátor.
Anotace v angličtině
The aim of this thesis is the design of an MPC controller tuned to a nonlinear mathematical model of a helicopter. This model is first modeled and identified using experiment data gathered on Humusoft CE150. The principle of MPC is described. The identified model is used to tune a MPC controller. Performance of this MPC controller is then compared with classical cascade PI-P control loop. Computational comparisons of different methods of solving the quadratic programming problems that arise from the MPC controller are also discussed.
Cíl práce je vytvoření MPC regulátoru pro řízení matematického modelu helikoptéry. Tento model je vytvořen a identifikován za použití experimentálních dat naměřených na Humusoft CE150. Navržený MPC regulátor je porovnán s klasickou PI-P kaskádou pro řízení namodelované helikoptéry. Je zde také provedeno porovnání výpočetní náročnosti různých metod pro řešení problémů kvadratického programování, které je nutné řešit pro MPC regulátor.
Anotace v angličtině
The aim of this thesis is the design of an MPC controller tuned to a nonlinear mathematical model of a helicopter. This model is first modeled and identified using experiment data gathered on Humusoft CE150. The principle of MPC is described. The identified model is used to tune a MPC controller. Performance of this MPC controller is then compared with classical cascade PI-P control loop. Computational comparisons of different methods of solving the quadratic programming problems that arise from the MPC controller are also discussed.
Seznamte se s technikami prediktivního řízení pro lineární a nelineární systémy.
Seznamte se s modelem helikoptéry Humusoft CE150 a navhrněte vhodný způsob identifikace dynamického modelu systému.
Navrhněte vhodné algoritmy řízení.
Proveďte srovnání konvenční strategie řízení využívající PID regulátory s algoritmem prediktivního řízení.
Implementujte a otestujte navržené algoritmy na laboratorním modelu.
Zásady pro vypracování
Seznamte se s technikami prediktivního řízení pro lineární a nelineární systémy.
Seznamte se s modelem helikoptéry Humusoft CE150 a navhrněte vhodný způsob identifikace dynamického modelu systému.
Navrhněte vhodné algoritmy řízení.
Proveďte srovnání konvenční strategie řízení využívající PID regulátory s algoritmem prediktivního řízení.
Implementujte a otestujte navržené algoritmy na laboratorním modelu.
Seznam doporučené literatury
Rossiter, J.A., Model-based Predictive Control- A practical approach Mikuláš, O., Quadratic Programming Algorithms for Fast Model-based Predictive Control
Seznam doporučené literatury
Rossiter, J.A., Model-based Predictive Control- A practical approach Mikuláš, O., Quadratic Programming Algorithms for Fast Model-based Predictive Control