Przetwarzanie może potrwać kilka sekund...

Rozprawa doktorska

Tytuł

Application of selected control algorithms for nonlinear systems in unmanned bicycle robot stabilized by an inertial drive

Autorzy

Promotor

[ 1 ] Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej, Wydział Elektryczny, Politechnika Poznańska | [ P ] pracownik

Recenzenci

Wariant tytułu

PL Zastosowanie wybranych algorytmów sterowania systemów nieliniowych w bezzałogowym pojeździe jednośladowym stabilizowanym napędem inercyjnym

Język

angielski

Słowa kluczowe
EN
  • reaction wheel
  • LQR
  • LQI
  • bicycle model
  • bicycle stability
PL
  • koło reakcyjne
  • LQR
  • LQI
  • modelowanie roweru
  • stabilność roweru
Streszczenie

EN The dissertation concerns the stabilisation system of the bicycle based on the reaction wheel accelerated by an electric motor. At the beginning the full differential model of the inverted pendulum with the reaction wheel is presented. The control algorithms are solved (LQR, LQI and LQR tracking), the stability of the system is analysed using eigen values, the trajectories of motion of the system are calculated by computer simulations and the considerations are verified by experiments on the real object. Next, equations of motion of the bicycle with an additional degree of freedom in the form of a reaction wheel are solved and the stability is tested analytically. The reaction wheel gives an additional control signal (except the handlebar). The linear-quadratic control algorithm is proposed and finally computer simulations demonstrate the significant advantages of the reaction wheel in stabilizing a slow-moving bicycle (less than 3 m/s).

PL Praca dotyczy systemu stabilizacji roweru opartego o koło reakcyjne napędzane silnikiem elektrycznym. Na początek wyprowadzono szczegółowy różniczkowy model matematyczny wahadła odwróconego z kołem reakcyjnym. Rozwiązano dla niego prawa sterowania: LQR, LQI oraz LQR tracking, zbadano stabilność analizując wartości własne zmieniając parametry fizyczne układu, dokonano symulacji komputerowych wyznaczając trajektorie ruchu oraz rozważania zweryfikowano na rzeczywistym obiekcie. Następnie opracowano równania ruchu roweru z dodatkowym stopniem swobody w postaci koła reakcyjnego, które wykorzystano jako dodatkowe wymuszenie (poza podstawowym jakim jest kierownica) oraz analitycznie zbadano jego stabilność. Zaproponowano liniowo-kwadratowy algorytm sterowania udowadniając z pomocą symulacji komputerowej istotne zalety koła reakcyjnego w stabilizacji roweru poruszającego się z małymi prędkościami (poniżej 3 m/s).

Liczba stron

128

Dziedzina wg OECD

elektrotechnika, elektronika, inżynieria informatyczna

Dyscyplina wg KBN

automatyka i robotyka

Sygnatura rozprawy w wersji drukowanej

DrOIN 1849

Katalog on-line

to20189995

Pełny tekst rozprawy doktorskiej

Pobierz plik

Poziom dostępu do pełnego tekstu

publiczny

Pierwsza recenzja

Paweł Dworak

Miejsce

Szczecin, Polska

Data

26.06.2017

Język

polski

Tekst recenzji

Pobierz plik

Poziom dostępu do recenzji

publiczny

Druga recenzja

Andrzej Turnau

Miejsce

Kraków, Polska

Data

24.06.2017

Język

polski

Tekst recenzji

Pobierz plik

Poziom dostępu do recenzji

publiczny

Status rozprawy

rozprawa doktorska

Miejsce obrony

Poznań, Polska

Data obrony

10.10.2017

Jednostka nadająca tytuł

Rada Wydziału Elektrycznego Politechniki Poznańskiej

Uzyskany tytuł

doktor nauk technicznych w dyscyplinie: automatyka i robotyka