Semestrální práce Logické řízení modelových motorových jednotek (SP1)
Bakalářská práce Zpětnovazební řízení modelových motorových jednotek (BP1)
Bakalářská práce Sledování kvality ZigBee komunikace a bezkontaktního snímání polohy (BP2)
Bakalářská práce Bezdrátová aktualizace softwaru řídicího modulu ZigBee komunikace (BP3)
Diplomová práce Modelově orientované řízení robotů (DP1)
Diplomová práce Modelově orientované řízení pro distribuované mechatronické systémy (DP2)
Diplomová práce Modelově orientované řízení elektromotorů s permanentními magnety (DP3)
Disertační práce Prediktivní řízení pro průmyslové stroje a roboty (Dis1)


Základní informace
 
Název Logické řízení modelových motorových jednotek (SP1)
Vedoucí Ing. Květoslav Belda, Ph.D.
Pracoviště / Telefon ÚTIA, Pod Vodárenskou věží 4, Praha 8   /  26605 2310
E-Mail / Web belda@utia.cas.cz  /  http://as.utia.cas.cz/asc
Klíčová slova Logické řízení, pravdivostní tabulka, distribuovaný mechatronický systém
Motivace, popis Průmyslová výroba se stále více realizuje zvyšujícím se počtem výrobních komponent obecně mechanických, elektromechanických, elektrických nebo elektronických. Komponenty tvoří obvykle jeden technologický celek. Může jít o manipulační, obráběcí, kvalitativně vyhodnocující, balicí a podobné operace, v nichž komponenty representují samostatný nebo kooperující distribuovaný systém. Pro výše uvedené komponenty je označován jako mechatronický systém.
Takový systém může být řízen na různých úrovních od jednoduchého manuálního a pevně daného řízení, přes logické zpětnovazební řízení až po vyšší soustavné zpětnovazební řízení. Hlavní úlohou bývá často ovládání několika motorových jednotek (pohonů), aby pracovaly ve společném časovém harmonogramu. Cílem tématu je návrh a technická dokumentace jednoduchého logického řízení, které zajistí logické řízení několika zčásti nezávislých modelových motorových jednotek.
Úkoly

1.

Seznamte se a popište dostupné signály a odezvy jednotlivých moto-rových jednotek distribuovaného mechatronického systému.

2.

Vytvořte jednoduché logické řízení formou Simulinkového modelu pomocí programového prostředí MATLAB-Simulink.
Literatura

1.

Saleem, A.: Mechatronics System Design, Controller and control algo-rithm Selection, Philadelphia University, 2010.

2.

Online Manuals: Using MATLAB, Simulink; The MathWorks, Inc.
http://www.mathworks.com/.

3.

Další plnotextové zdroje: http://as.utia.cas.cz/asc/ - Link to GPC pages.
Poznámka Téma pro semestrální nebo bakalářskou práci.
 ▲   

 
Název Zpětnovazební řízení modelových motorových jednotek (BP1)
Vedoucí Ing. Květoslav Belda, Ph.D.
Pracoviště / Telefon ÚTIA, Pod Vodárenskou věží 4, Praha 8   /  26605 2310
E-Mail / Web belda@utia.cas.cz  /  http://as.utia.cas.cz/asc
Klíčová slova Distribuovaný mechatronický systém, zpětnovazební řízení, řízení v reálném čase, modelování, matematicko-fyzikální analýza
Motivace, popis Průmyslová výroba se stále více realizuje zvyšujícím se počtem výrobních komponent obecně mechanických, elektromechanických, elektrických nebo elektronických. Komponenty tvoří obvykle jeden technologický celek. Může jít o manipulační, obráběcí, kvalitativně vyhodnocující, balicí a další jiné operace, v nichž komponenty representují samostatný nebo kooperující distribuovaný systém. Pro výše uvedené komponenty je označován jako distribuovaný mechatronický systém.
Takový systém může být řízen na různých úrovních od jednoduchého manuálního a pevně daného řízení, přes logické zpětnovazební řízení až po vyšší soustavné zpětnovazební řízení. Hlavní úlohou bývá obvykle ovládání několika motorových jednotek (pohonů), aby pracovaly ve společném časovém harmonogramu.
Cílem tématu je návrh a příslušná technická dokumentace zpětnovazebního řízení několika nezávislých modelových motorových jednotek.
Úkoly

1.

Seznamte se a zvolte vhodné zpětnovazební řízení pro distribuovaný mechatronický systém.

2.

Sestavte matematický popis modelové motorové jednotky.

3.

Použijte nebo implementujte vybrané zpětnovazební řízení v reálném čase v programovém prostředí MATLAB-Simulink.
Literatura

1.

Saleem, A.: Mechatronics System Design, Controller and control algo-rithm Selection, Philadelphia University, 2010.

2.

Maciejowski, J., M.: Predictive Control with Constrains, Prentice Hall, London 2002.

3.

Online Manuals: Using MATLAB, Simulink; The MathWorks, Inc.
http://www.mathworks.com/.

4.

Další plnotextové zdroje: http://as.utia.cas.cz/asc/ - Link to GPC pages.
Poznámka Téma pro bakalářskou práci.
 ▲   

 
Název Sledování kvality ZigBee komunikace a bezkontaktního snímání polohy (BP2)
Vedoucí Ing. Pavel Píša, Ph.D.  /  Zadavatel: Ing. Květoslav Belda, Ph.D.
Pracoviště / Telefon ČVUT, FEL, Karlovo nám. 13, Praha 2  /  22435 7223
ÚTIA, Pod Vodárenskou věží 4, Praha 8  /  26605 2310
E-Mail / Web pisa@fel.cvut.cz  /  http://cmp.felk.cvut.cz/~pisa/
belda@utia.cas.cz  /  http://as.utia.cas.cz/asc
Klíčová slova ZigBee protokol, odometrie, distribuovaný mechatronický systém, monitorování a analýza kvality
Motivace, popis Bezdrátová komunikace se rozšiřuje stále více v průmyslové automatizaci, kde nabízí pružné upravování zapojení výrobních komponent resp. jejich mobilitu nezávislou na pevném kabelovém propojení. To má výhodu např. při zálohování výroby pro zabrá-nění neplánovaným provozním výpadkům.
Cílem tématu je monitorování a analýza kvality bezdrátové komunikace založené na ZigBee protokolu a obdobně kvality bezkontaktního snímání polohy. Na základě získaných výsledků by mělo dojít k určení možných zlepšení a případně k jejich realizaci.
Úkoly

1.

Seznamte se s komunikačním protokolem ZigBee.

2.

Proveďte studii technických řešení bezkontaktního snímání polohy.

3.

Monitorujte a analyzujte kvalitu komunikace založené na ZigBee protokolu a kvalitu bezkontaktního snímání polohy.

4.

Navrhněte možné způsoby zlepšení bezkontaktního snímaní polohy (senzory, snímané povrchy atp.) a vyberte z nich způsob s nejvíce očekávaným efektem zlepšení k realizaci.
Literatura

1.

ZigBee Alliance home page: http://www.zigbee.org.

2.

Rychnovský, V.: Řídicí systém s využitím bezdrátové komunikace ZigBee, Diplomová práce, ČVUT v Praze 2011.

3.

Online Manuals: Using MATLAB, Simulink; The MathWorks, Inc.
http://www.mathworks.com/.

4.

Další plnotextové zdroje: http://cmp.felk.cvut.cz/~pisa/
http://as.utia.cas.cz/asc/ - Link to GPC pages.
Poznámka Téma pro bakalářskou nebo diplomovou práci.
 ▲   

 
Název Bezdrátová aktualizace softwaru řídicího modulu ZigBee komunikace (BP3)
Vedoucí Ing. Pavel Píša, Ph.D.  /  Zadavatel: Ing. Květoslav Belda, Ph.D.
Pracoviště / Telefon ČVUT, FEL, Karlovo nám. 13, Praha 2  /  22435 7223
ÚTIA, Pod Vodárenskou věží 4, Praha 8  /  26605 2310
E-Mail / Web pisa@fel.cvut.cz  /  http://cmp.felk.cvut.cz/~pisa/
belda@utia.cas.cz  /  http://as.utia.cas.cz/asc
Klíčová slova ZigBee komunikační protokol, otevřené komponenty TinyOS
Motivace, popis Bezdrátová komunikace se rozšiřuje stále více v průmyslové automatizaci, kde nabízí pružné upravování zapojení výrobních komponent resp. jejich mobilitu nezávislou na pevném kabelovém propojení. To má výhodu např. při zálohování výroby pro zabrá-nění neplánovaným provozním výpadkům.
Cílem tématu je návrh a realizace bezdrátové aktualizace obslužného softwaru řídicího modulu ZigBee komunikace.
Úkoly

1.

Seznamte se s komunikačním protokolem ZigBee.

2.

Navrhněte a modifikujte obslužný software pro řídicí modul.

3.

Realizujte a ověřte navržený obslužný softwarový modul pro bezdrá-tovou aktualizaci řídicího modulu ZigBee komunikace.
Literatura

1.

ZigBee Alliance home page: http://www.zigbee.org.

2.

Rychnovský, V.: Řídicí systém s využitím bezdrátové komunikace ZigBee, Diplomová práce, ČVUT v Praze 2011.

3.

Online Manuals: Using MATLAB, Simulink; The MathWorks, Inc.
http://www.mathworks.com/.

4.

Další plnotextové zdroje: http://cmp.felk.cvut.cz/~pisa/
http://as.utia.cas.cz/asc/ - Link to GPC pages.
Poznámka Téma pro bakalářskou nebo diplomovou práci.
 ▲   

 
Název Modelově orientované řízení robotů (DP1)
Vedoucí Ing. Květoslav Belda, Ph.D.
Pracoviště / Telefon ÚTIA, Pod Vodárenskou věží 4, Praha 8   /  26605 2310
E-Mail / Web belda@utia.cas.cz  /  http://as.utia.cas.cz/asc
Klíčová slova Průmyslové roboty, prediktivní řízení, řízení v reálném času, modelování, matematicko-fyzikální analýza
Motivace, popis Roboty a manipulátory tvoří základ moderní průmyslové výroby. Vyznačují se především svou flexibilitou použití a zahrnutím určité autonomní inteligence. Toto jim umožňuje nezávisle měnit své okolí na rozdíl od ostatních výrobních strojů.
S vývojem nových konstrukcí robotů rostou požadavky i na vývoj jejich řízení. Perspektivním směrem je použití regulátorů založených na modelově orientovaných strategiích řízení. Tyto strategie umožňují optimální návrh rozložení energie na jednotlivé pohony robotů a tedy jejich plné využití.
Cílem tématu je vývoj algoritmů prediktivního řízení, jež náleží k modelově orientovaným řídicím strategiím.
Úkoly

1.

Na základě matematicko-fyzikální analýzy sestavte matematický model zadaného robota.

2.

Seznamte se se základy návrhu prediktivního řízení a odvoďte nějaký jeho algoritmus.

3.

Vybraný algoritmus simulačně ověřte a v případě dostupnosti laboratorního modelu zadaného robota algoritmus experimentálně ověřte i na tomto modelu.
Literatura

1.

Maciejowski, J., M.: Predictive Control with Constrains, Prentice Hall, London 2002.

2.

Rossiter, J., A.: Model-Based Predictive Control – A Practical Approach, CRC Press, London 2003.

3.

Další plnotextové zdroje: http://as.utia.cas.cz/asc/ - Link to GPC pages.
Poznámka Téma pro diplomovou práci.
 ▲   

 
Název Modelově orientované řízení pro distribuované mechatronické systémy (DP2)
Vedoucí Ing. Květoslav Belda, Ph.D.
Pracoviště / Telefon ÚTIA, Pod Vodárenskou věží 4, Praha 8   /  26605 2310
E-Mail / Web belda@utia.cas.cz  /  http://as.utia.cas.cz/asc
Klíčová slova Distribuovaný mechatronický systém, prediktivní řízení, modelování, matematicko-fyzikální analýza
Motivace, popis Průmyslová výroba se stále více realizuje zvyšujícím se počtem výrobních komponent obecně mechanických, elektromechanických, elektrických nebo elektronických. Komponenty tvoří obvykle jeden technologický celek. Může jít o manipulační, obráběcí, kvalitativně vyhodnocující, balicí a další jiné operace, v nichž komponenty representují samostatný nebo kooperující distribuovaný systém. Pro výše uvedené komponenty je označován jako distribuovaný mechatronický systém.
Takový systém může být řízen na různých úrovních od jednoduchého manuálního a pevně daného řízení, přes logické zpětnovazební řízení až po vyšší soustavné zpětno-vazební řízení. Hlavní úlohou bývá obvykle ovládání několika motorových jednotek (pohonů) tak, aby pracovaly ve společném časovém harmonogramu.
Cílem tématu je návrh a příslušná technická dokumentace modelově orientovaného řízení několika nezávislých modelových motorových jednotek.
Úkoly

1.

Seznamte se a zvolte vhodné zpětnovazební řízení pro distribuovaný mechatronický systém.

2.

Sestavte matematický popis modelové motorové jednotky.

3.

Použijte nebo implementujte vybrané modelově orientované řízení v programovém prostředí MATLAB-Simulink.
Literatura

1.

Saleem, A.: Mechatronics System Design, Controller and control algo-rithm Selection, Philadelphia University, 2010.

2.

Maciejowski, J., M.: Predictive Control with Constrains, Prentice Hall, London 2002.

3.

Online Manuals: Using MATLAB, Simulink; The MathWorks, Inc.
http://www.mathworks.com/.

4.

Další plnotextové zdroje: http://as.utia.cas.cz/asc/ - Link to GPC pages.
Poznámka Téma pro diplomovou práci.
 ▲   

 
Název Modelově orientované řízení elektromotorů s permanentními magnety (DP3)
Vedoucí Ing. Pavel Píša, Ph.D.  /  Konzultant: Ing. Květoslav Belda, Ph.D.
Pracoviště / Telefon ČVUT, FEL, Karlovo nám. 13, Praha 2  /  22435 7223
ÚTIA, Pod Vodárenskou věží 4, Praha 8  /  26605 2310
E-Mail / Web pisa@fel.cvut.cz  /  http://cmp.felk.cvut.cz/~pisa/
belda@utia.cas.cz  /  http://as.utia.cas.cz/asc
Klíčová slova Synchronní elektromotory s permanentními magnety, rychlostní řízení, silové řízení, prediktivní řízení, modelování, matematicko-fyzikální analýza
Motivace, popis Poslední vývojový stupeň v oblasti elektromotorů reprezentují bezkartáčové střídavé motory označované jako synchronní motory s permanentními magnety (PMSM). Tyto motory se uplatňují často v řadě aplikací spojených s průmyslovou robotikou a obráběcími stroji a s poháněním dopravních prostředků.
Cílem tématu je sestavení vhodného matematického popisu PMSM motorů pro modelově orientované řízení a algoritmická implementace řízení.
Úkoly

1.

Seznamte se se základními typy konstrukčního uspořádání synchronních elektromotorů s permanentními magnety.

2.

Na základě matematicko-fyzikální analýzy sestavte vhodný matematický model synchronního motoru s permanentními magnety

3.

Seznamte se se základy návrhu modelově orientovaného řízení a vyberte vhodný algoritmus pro řízení motorů. Uvažujte samostatně řízení na žá-danou polohu, rychlost i moment (sílu).

4.

Vybraný algoritmus ověřte simulačně a v případě dostupnosti reálného elektromotoru ověřte i experimentálně.
Literatura

1.

Freescale Semiconductor: 3-Phase PM Synchronous Motor Vector Con-trol Using a 56F80x, 56F8100, or 56F8300 Device, Application Note Rev. 3, 1/2005, http://cache.freescale.com/files/product/doc/AN1931.pdf.

2.

Rossiter, J., A.: Model-Based Predictive Control – A Practical Approach, CRC Press, London 2003.

3.

Další plnotextové zdroje: http://as.utia.cas.cz/asc - Link to GPC pages,
http://cmp.felk.cvut.cz/~pisa/.
Poznámka Téma pro diplomovou práci.
 ▲   

 
Název Prediktivní řízení pro průmyslové stroje a roboty (Dis1)
Vedoucí Ing. Květoslav Belda, Ph.D.
Pracoviště / Telefon ÚTIA, odd. adaptivních systémů, Pod Vodárenskou věží 4, Praha 8   /  26605 2310
E-Mail / Web belda@utia.cas.cz  /  http://as.utia.cas.cz/asc
Klíčová slova Průmyslové roboty, prediktivní řízení, CNC řízení, řízení v reálném času, modelování, matematicko-fyzikální analýza
Motivace, popis Cílem práce je návrh, softwarová optimalizace a implementace algoritmů prediktivního řízení pro mechatronické struktury, které tvoří základ průmyslových strojů a robotů. Implementace algoritmů se předpokládá ve formě autonomních funkcí, umožňujících jejich nezávislé testování pro různé typy mechatronických konfigurací.
Úkoly

1.

Seznamte se s řídicími algoritmy prediktivního řízení.

2.

Proveďte modelovou (matematicko-fyzikální) analýzu a sestavte model konkrétní mechatronické struktury.

3.

Proveďte rozbor dimenzí funkčních parametrů, vstupů a výstupů.

4.

Navrhněte vhodný optimalizační postup průběžného zpracování CNC programů pro řídicí algoritmy.

5.

Implementujte řídicí algoritmy prostřednictvím M funkcí a S funkcí pro MATLAB & Simulink.
Literatura

1.

Belda, K., Böhm, J., Píša, P.: Concepts of Model-Based Control and Trajectory Planning for Parallel Robots. Proc. of 13th IASTED Int. Conf. on Robotics and Applications 2007, Würzburg, Germany. pp. 15-20.

2.

Bobál, V., Böhm, J., Fessl, J., Macháček, J.: Digital Self-tuning Controllers Algorithms, Implementation and Applications, Springer 2005.

3.

J. A. Rossiter: Model-Based Predictive Control, A Practical Approach, London, CRC Press, 2003.

4.

Další plnotextové zdroje: http://as.utia.cas.cz/asc - Link to GPC pages.
Poznámka Téma pro disertační práci.
 ▲   

 

Díky za Návštěvu!