Bachelor's Thesis

Inverted pendulum demonstrator

Final Thesis 4.91 MB Appendix 414.63 kB

Author of thesis: Bc. Vít Penka

Acad. year: 2023/2024

Supervisor: Ing. Libor Veselý, Ph.D.

Reviewer: Ing. Lukáš Pohl, Ph.D.

Abstract:

This bachelor thesis deals with the design of an inverse pendulum model. A mathematical description of the inverse pendulum is developed and implemented in Simulink. Furthermore, a real inverse pendulum model is created and interfaced with the Simulink environment using the STM32 NUCLEO platform. At the end of the work, the basic parameters of the real inverse pendulum model are also identified.

Keywords:

pendulum, inverted pendulum, Matlab, Simulink, STM

Date of defence

12.06.2024

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

Student obhájil bakalářskou práci s výhradami. V rámci obhajoby dokázal přesvědčit komisi o správnosti svých postupů a navrženého řešení. V průběhu odborné rozpravy reagoval na dotazy komise, která se dotazovala na využití BLDC motoru a jak se jeho komutace projeví na dynamiku kyvadla, jakým způsobem byl vybrán inkrementální snímač.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Automation and Measurement (BPC-AMT)

Composition of Committee

prof. Ing. Roman Prokop, CSc. (předseda)
doc. Ing. Petr Beneš, Ph.D. (místopředseda)
Ing. František Burian, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Čala, Ph.D. (člen)
Ing. Radek Štohl, Ph.D. (člen)
Ing. Libor Veselý, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Gábrlík, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Libor Veselý, Ph.D.

Pan Vít Penka se ve své bakalářské práci věnoval návrhu a realizaci přípravku lineárního inverzního kyvadla, který je pohaněn BLDC servopohonem.
Zadání práce lze považovat za náročné. Student musel proniknou do různorodých a složitých oblastí. Velmi časově náročné bylo propojení STM32 vývojového kitu s prostředím Matlab/Simulink.
Pan Vít Penka pracoval samostatně a pravidelně informoval o dosažených dílčích výsledcích.
Práce s literaturou je na dobré úrovni.
Jako největší mínus vidím, že se ve své bakalářské práci v oblasti identifikace parametrů systému nedostal dále.
Vypracovaná bakalářská práce je napsána v logickém sledu a splňuje požadavky zadání. Při jejím vypracování student, dle mého názoru, prokázal bakalářské schopnosti. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji  B -80. Points proposed by supervisor: 80

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Lukáš Pohl, Ph.D.

Kvalita vypracované závěrečné práce je v rámci jednotlivých kapitol značně kolísavá. Zatímco první kapitola popisující matematický model soustavy je poměrně kvalitní, tak další navazující kapitoly mají převážně klesající tendenci. Druhá kapitola – Implementace modelu, která by vzhledem k názvu bakalářské práce měla být stěžejní, má pouhé dvě strany, z nichž jednu stanu zabírá simulační schéma. Ve třetí kapitole je dle mého názoru věnována až přílišná pozornost mechanické konstrukci přípravku. V této kapitole je každý díl přípravku velice podrobně popsán a celkově kapitola působí dojmem plniče, který má za cíl dosáhnou kýženého počtu stran. Čtvrtá kapitola naštěstí svým rozsahem a informační hodnotou přerušuje doposud klesající trend. Student v této kapitole poměrně přehledným způsobem (pomocí tabulek) popisuje podrobné nastavení jednotlivých periferií mikrokontroleru pro cílovou aplikaci. V poslední kapitole je na několika posledních stranách popsána identifikace jednotlivých parametrů reálné soustavy. Identifikace je ale zaměřena pouze na ty parametry, které lze snadno získat fyzickým měřením jednotlivých částí přípravků kyvadla. Měření elektrických veličin se omezuje na měření parametrů samotného motoru. Chybí zde pro řízení poměrně důležité měření akčního členu a modelu statického a dynamického tření potřebného pro účely kompenzace. Vzhledem k uvedeným nedostatkům hodnotím práci 70b (C). Topics for thesis defence:
  1. Vysvětlete na grafu jedné periody PWM detailní nastavení ADC mikrokontroleru pro měření proudu (místa měření, signály mezi periferiemi MCU a samotná přerušení).
  2. Jaký charakter má akční člen inverzního kyvadla, jaké má parametry ve smyslu časové konstanty a zesílení od střídy až po generovanou sílu?
Points proposed by reviewer: 70

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová