Säätötekniikkaa havainnollistavan laitteen suunnittelu ja toteutus
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2004
Department
Major/Subject
Systeemitekniikka
Mcode
AS-74
Degree programme
Language
fi
Pages
120
Series
Abstract
Työssä suunniteltiin ja toteutettiin takaisinkytkennän ja säädön periaatteita havainnollistava demonstraatiolaite. Työ tehtiin Teknillisen korkeakoulun Systeemitekniikan ja Koneensuunnittelun laboratorioissa. Tarkoituksena oli kehittää laite, jonka avulla voidaan havainnollistaa säätötekniikan perusteita mahdollisimman mielenkiintoisella ja selkeällä tavalla. Laite tuli suunnitella siten, että sitä voidaan lainata tiedekeskus Heurekan automaatioaiheiseen näyttelyyn. Demonstraatiolaite tarjoaa käyttäjälle mielenkiintoisen haasteen pelin muodossa. Käyttäjä voi itse kokeilla prosessin säätämistä manuaalisesti ja vertailla taitojansa tietokonetta vastaan. Säädettäväksi prosessiksi valittiin pienen pallon tasapainotus kuperan tason päälle. Säätöjärjestelmä perustuu konenäöltä saatavaan pallon paikan mittaukseen. Pallon paikkatieto syötetään Kalman-suodattimelle, jolla estimoidaan pallon tila. Kun pallon tila on estimoitu, käytetään LQ-säätäjää optimaalisen ohjauksen laskemiseksi. Demonstraatiolaitteesta saatiin kehitettyä varmatoiminen ja se pystyy toimimaan vaihtelevissa valaistusolosuhteissa. Laitetta koekäytettiin myös yleisötilaisuuksissa, joissa se osoittautui kiinnostavaksi kohteeksi. Pallon tasapainotus onnistuu tietokoneen ohjauksessa kaikissa tilanteissa ja laitteen käyttäytyminen on hallittua. Demonstraatiolaitteen viimeisteltyyn ulkonäköön kiinnitettiin erityisesti huomiota ja lopputuloksen voidaan todeta täyttävän asetetut tavoitteet.Description
Supervisor
Hyötyniemi, HeikkiKeywords
control, säätö, feedback, takaisinkytkentä, unstable process, epästabiili prosessi, machine vision, konenäkö, kalman filter, Kalman-suodatin, LQ regulator, LQ-säätäjä