Department of Instrumentation and Control Engineering

Nové přístupy k analýze a návrhu nelineárních regulátorů a kompenzátorů pružných a řetězcovitých mechanických systémů

Období řešení projektu: 2021 - 2023
Kód projektu CEP: GAČR 21-03689S

Projektový tým ústavu:
T. Vyhlídal, J. Bušek, M. Kuře, A. Peichl
Popis projektu:

Projekt je zaměřen na výzkum nových metod analýzy a syntézy nelineárních regulátorů pro pružné a řetězcovité mechanické systémy s cílem kompenzovat nebo efektivně řídit jejich kmitavé módy a mezní cykly. Problematika řešení efektivní kompenzace kmitavých módů je motivována pružně-robotickými a jeřábovými aplikacemi, kde standardní lineární metody selhávají buď vzhledem k silně nelineární dynamice, nebo omezené řiditelnosti. Řízení mezních cyklů je poté cílené primárně na robotické systémy složené z mnoha zřetězených článků a pohonů, zejména pak na optimalizované řešení robotické chůze. Jednotícím prvkem těchto dvou aplikačních směrů je energetické hledisko, kdy v prvním případě je nutné energii z periodického cyklu odebírat, v druhém případě dodávat řízenou injekcí s cílem udržet cyklický stabilní pohyb. Analýza a syntéza řízení těchto zrcadlových problémů je založena na aplikaci nelineárních transformačních metod, metodě virtuálních omezení, mnoharozměrové systémové analýze, aplikaci konstruktivních Lyapunovských metod a teorie systémů s dopravním zpožděním.

Projekt je řešen ve spolupráci s týmem prof. S. Čelikovského, Ústav teorie informace a automatizace, Akademie věd České republiky, který je hlavním řešitelem projektu. Spoluřešitelem projektu a vedoucím týmu ČVUT – FS je prof. T. Vyhlídal.

Cíle projektu

  1. Energetické návrhové metody pro analýzu, řízení a kompenzaci kmitavých módů nelineárních mechanických systémů s pružnými a řetězcovitými podsystémy
  2. Pokročilé metody pro řízení a stabilizaci periodického pohybu komplexních robotických a pružných systémů optimalizovanou energetickou injekcí
Aplikační příklady motivující výzkum: tlumení kyvu zavěšených břemen, kyvadlové systémy v koncepce ‚energy harvesting‘, podautkované robotické struktury