A nemlináris rendszerek irányítása fontos kihívás a mérnöki gyakorlatban. Tudományos kutatási és oktatási céllal kialakultak úgynevezett „benchmark” feladatok, amelyeken gyakran tesztelik a szabályozási megközelítéseket. Többek között ilyen akadémiai probléma Furuta inga irányítása is. A Furuta inga a fordított ingák egy típusa, amelynél az inga forgáspontja egy függőleges tengely körül aktuáltan forgatható. A feladat az inga felső instabil egyensúlyi helyzetének stabilizálása a vízszintes síkban lévő forgástengely függőleges tengely körüli megfelelő forgatásával.
A Bejczy Antal iRobottechnikai központban elkészítettünk egy ilyen eszközt, amelyet folyamatosan fejlesztünk újabb funkciókkal: mérési, vezérlési lehetőségekkel bővítjük a hardvert, vagy szoftveresen alakítunk ki újabb szabályozási környezeteket. Mindennek célja, hogy a tudományos vizsgálódásban és az oktatásban a legkorszerűbb eszköz álljon a rendelkezésünkre.
Ebben a témában többféle konkrét diplomafeladat kiírása is lehetséges akár irányításelméleti, akár hardver-es, vagy szoftveres fókusszal.
A feladat hatékony kezeléséhez az alábbi témákban való jártasságra szükséges, amelyek kellő elszántsággal és tehetséggel a munka közben is elsajátíthatóak:
- MATLAB programozás
- C++ programozás
- Beágyazott rendszerek programozása (Pl.: Arduino, ESP32)
- Rendszer és irányításelméletből:
- Differenciál egyenletek
- Dinamikai rendszerek állapotteres leírása
- PID szabályozás tervezése
- Póluselhelyezés állapot visszacsatolással
A feladat részletezése:
- A Furuta inga dinamikai modelljének megismerése
- A kapcsolódó szakirodalom és jó gyakorlatok feldolgozása
- A fejlesztési feladat részletes specifikációja
- Rendszerterv készítése
- Implementáció
- Tesztelés / validáció
A feladat során a Hallgatónak lehetősége lesz megismerkednie és bekapcsolódnia a Bejczy Antal iRobottechnikai Központban folyó kutatási feladatokkal.