Regulace výukového modelu levitujícího míčku s řídicím systémem REXYGEN

Abstract

Tato práce ověřuje možnost aplikace teoretických poznatků z oblasti kybernetiky a automatického řízení v praxi, a to prostřednictvím jejich implementace na reálném fyzikálním modelu. Pro tyto účely byl využit vzdělávací systém FloatShield představující levitující míček řízený proudem vzduchu. Zařízení bylo nejprve sestaveno z jednotlivých součástek, zapájeno a mechanicky zkompletováno. Díky nízké ceně a otevřené konstrukci představuje FloatShield vhodný nástroj pro výuku regulace a demonstraci regulačních principů, například s využitím PI regulátoru. Regulace výšky míčku byla nejprve realizována v prostředí Arduino IDE, následně byl řízený systém implementován v prostředí REXYGEN. Pomocí rozhraní REXduino mezi REXYGENEM a Arduinem byl navržen, simulován a otestován řídicí algoritmus. Na závěr byla vytvořena vizualizace a řízení bylo ověřeno na fyzikálním modelu.

This thesis verifies the practical applicability of theoretical knowledge from the field of cybernetics and automatic control through its implementation on a real physical model. For this purpose, the educational FloatShield system, representing a levitating ball controlled by an air stream, was used. The device was first assembled from individual components, soldered, and mechanically completed. Owing to its low cost and open design, FloatShield represents a suitable tool for teaching control engineering principles and demonstrating feedback control methods, for example by means of a PI controller. The ball height control was first implemented in the Arduino IDE environment, and the controlled system was subsequently implemented in the REXYGEN environment. Using the RexDuino interface between REXYGEN and Arduino, a control algorithm was designed, simulated, and tested. Finally, a visualization was created and the control algorithm was verified on the physical model.