Tato bakalářská práce se zabývá komplexní analýzou a řízením rovinného setrvačníkového robotu. Nejprve je odvozen matematický model a linearizovaný stavový popis systému pro horizontální i vertikální polohu robotu. Následně je provedena kinematická analýza robotu pro polohu, rychlost a zrychlení a rozbor pracovního prostoru.
V další části je ukázán praktický postup návrhu řízení robotu výstupní i stavovou zpětnou vazbou s využitím explicitní parametrizace množiny všech těchto stabilizujících vazeb. Zpětné vazby jsou navrženy podle požadavků na přiřazení Jodranovi formy uzavřené regulační smyčky. Nakonec je provedena diskuze o problémech reálné konstrukci modelu.
Anotace v angličtině
This Bachelor´s Thesis deals with complex analysis and control of the planar reaction wheel robot. First of all, a mathematical model and a linearized state space reprezentation of the system intended for the horizontal and vertical position of the robot are derived. Then the kinematic analysis of robot position, speed and acceleration and also the analysis of workspace are performed.
The next section demonstrates the practical process of proposal of robot control with the output and state feedback using explicit parameterization of the set of all these stabilizing feedbacks. Feedback is designed according to the Jordan assignment form closed loop requirements. Finally, the discussion upon the issues of the real model construction is carried out.
state feedback, output feedback, serial robot, forward kinematics, inverse kinematics, workspace, linearization, state space model, Lagrange method
Rozsah průvodní práce
48 s.
Jazyk
CZ
Anotace
Tato bakalářská práce se zabývá komplexní analýzou a řízením rovinného setrvačníkového robotu. Nejprve je odvozen matematický model a linearizovaný stavový popis systému pro horizontální i vertikální polohu robotu. Následně je provedena kinematická analýza robotu pro polohu, rychlost a zrychlení a rozbor pracovního prostoru.
V další části je ukázán praktický postup návrhu řízení robotu výstupní i stavovou zpětnou vazbou s využitím explicitní parametrizace množiny všech těchto stabilizujících vazeb. Zpětné vazby jsou navrženy podle požadavků na přiřazení Jodranovi formy uzavřené regulační smyčky. Nakonec je provedena diskuze o problémech reálné konstrukci modelu.
Anotace v angličtině
This Bachelor´s Thesis deals with complex analysis and control of the planar reaction wheel robot. First of all, a mathematical model and a linearized state space reprezentation of the system intended for the horizontal and vertical position of the robot are derived. Then the kinematic analysis of robot position, speed and acceleration and also the analysis of workspace are performed.
The next section demonstrates the practical process of proposal of robot control with the output and state feedback using explicit parameterization of the set of all these stabilizing feedbacks. Feedback is designed according to the Jordan assignment form closed loop requirements. Finally, the discussion upon the issues of the real model construction is carried out.
state feedback, output feedback, serial robot, forward kinematics, inverse kinematics, workspace, linearization, state space model, Lagrange method
Zásady pro vypracování
Seznamte se se základy teorie sériových robotů.
Vytvořte matematický model setrvačníkového robotu (horizontálního a vertikálního) a analyzujte jeho kinematické a dynamické vlastnosti (pracovní prostor, singulární body, přímá a inverzní kinematická transformace pro polohu, rychlost a zrychlení).
Navrhněte algoritmus řízení zajišťující sledování zadané trajektorie pohybu efektoru robotu.
Navrženou strategii řízení ověřte na modelu setrvačníkového robotu v programovém systému MATLAB/Simulink/SimMechanics.
V případě možnosti ověřte navrženou strategii řízení na reálném modelu setrvačníkového robotu.
Zásady pro vypracování
Seznamte se se základy teorie sériových robotů.
Vytvořte matematický model setrvačníkového robotu (horizontálního a vertikálního) a analyzujte jeho kinematické a dynamické vlastnosti (pracovní prostor, singulární body, přímá a inverzní kinematická transformace pro polohu, rychlost a zrychlení).
Navrhněte algoritmus řízení zajišťující sledování zadané trajektorie pohybu efektoru robotu.
Navrženou strategii řízení ověřte na modelu setrvačníkového robotu v programovém systému MATLAB/Simulink/SimMechanics.
V případě možnosti ověřte navrženou strategii řízení na reálném modelu setrvačníkového robotu.
Seznam doporučené literatury
Spong M. W., Hutchinson S., Vidyasagar M.: Robot Modeling and\\ Control, 2005, John Wiley and sons, Inc.
Seznam doporučené literatury
Spong M. W., Hutchinson S., Vidyasagar M.: Robot Modeling and\\ Control, 2005, John Wiley and sons, Inc.