Control design and implementation of a laboratory quadcopter-cart system with a suspended load

Diplomová práce se zabývá řízením kvadroptéry s jedním stupněm volnosti se zavěšeným břemenem, jehož cílem je eliminovat kmitání břemene při pohybu kvadroptéry. Omezení stupňů volnosti je zajištěno připevněním kvadroptéry k vozíku pohybujícímu se po lineárním vedení. Je odvozen matematický model systému a jsou identifikovány parametry tohoto modelu. Následně je převeden na model ve stavové formulaci. Linearizovaný model ve stavové formulaci je použit pro analýzu dynamických vlastností a návrh regulátoru pro řízení náklonu kvadroptéry. Pro kompenzaci kmitů břemene je využito tvarovače signálu. Pro simulaci a vizualizaci systému je využito programového prostředí Matlab/Simulink.The thesis deals with control of 1DoF quadcopter with suspended load. The objective of control is to eliminate load oscillation during quadcopter move. To decrease degrees of freedom to single one, the quadcopter is attached to a cart, which moves on a linear frame. A dynamic model of the system is derived and its parameters are identified. Then the dynamic model is converted to state-space model. Using the linearized state-space model, dynamic analysis is carried out and pitch angle controller is designed. To compensate load oscillation, signal shaper is used. The system is simulated and visualized in Matlab/Simulink platform