Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Evaluation of Model-Based Design Using Rapid Control Prototyping on Forklifts
Linköping University, Department of Electrical Engineering, Automatic Control.
Linköping University, Department of Electrical Engineering, Automatic Control.
2019 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Utvärdering av modelbaserad utveckling med Rapid Control Prototyping på gaffeltruckar (Swedish)
Abstract [en]

The purpose of this thesis is to evaluate Rapid Control Prototyping which is apart of the Model-Based Design concept that makes it possible to convenientlytest prototype control algorithms directly on the real system. The evaluation ishere done by designing two different controllers, a gain-scheduled P controllerand a linear Model Predictive Controller (mpc), for the lowering of the forks of aforklift.The two controllers are first tested in a simulation environment. The thesis con-tains two different simulation models: one physical where only minor parameteradjustments are done and one estimated black-box model. After evaluating thecontrollers in a simulation environment they are tested on a real forklift with areal-time target machine.The designed controllers have different strengths and weaknesses as one is non-linear and single variable, the P controller, and the other linear and multivariable,thempc. The P controller has a smooth movement in all situations without be-ing slow, unlike thempc. The disadvantage of the P controller compared to thempcis that there is no guarantee that the P controller will keep the speed limit,whereas thempcapproach gives such a guarantee.The better performance of the P controller outweighs the speed limit guaranteeand thus a conclusion is drawn that the nonlinearities of the system has a largereffect than the multivariable aspect. Also, another conclusion drawn is that work-ing with Model-Based Design and Rapid Control Prototyping makes it possibleto test many different ideas on a real forklift without spending a lot of time onimplementation.

Abstract [sv]

Syftet med detta examensarbete är att utvärdera Rapid Control Prototyping vil-ket är en del av modellbaserad utveckling som gör det möjligt att enkelt testamodeller av styralgoritmer direkt på det riktiga systemet. Utvärderingen är gjordgenom att testa två olika regulatorer, en P-regulator med parameterstyrning ochen linjär modelbaserad prediktionsregulator (mpc), för sänkningen av gafflarnapå en truck.De två regulatorerna testas först i en simuleringsmiljö. I arbetet används två olikasimuleringsmodeller: en fysikalisk där endast mindre parameterjusteringar görsoch en estimerad black-box modell. Efter att regulatorerna utvärderas i simule-ringsmiljön testas de även på en riktig truck med hjälp av automatisk kodgenere-ring och exekvering på en dedikerad hårdvaruplattform.De konstruerade regulatorerna har olika för- och nackdelar eftersom en är olinjäroch envariabel, P-regulatorn, och en är linjär men flervariabel,mpc:n. P-regulatornhar en mjuk rörelse i alla lägen utan att bli för långsam, till skillnad frånmpc:n.Nackdelen med P-regulatorn, jämfört medmpc:n är att det inte finns någon ga-ranti för att P-regulatorn håller hastighetsbegränsningen sommpc:n gör.P-regulatorns bättre prestanda överväger garantin om att hålla hastighetsbegräns-ningen och därför dras slutsatsen att olinjäriteterna i systemet överväger effekter-na av det faktum att det också är flervariabelt. En annan slutsats är att modell-baserad utveckling och Rapid Control Prototyping gör det möjligt att testa fleraolika idéer på en riktig gaffeltruck utan att spendera för mycket tid på implemen-tationen.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 71
Keywords [en]
Rapid Control Prototyping, Model-Based Design, Forklift, Automatic control, Speedgoat, Model Predictive Control, MPC, P Controller, Models, Simulink, Matlab, Minimum Jerk Trajectory
National Category
Control Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:liu:diva-158715ISRN: LiTH-ISY-EX--19/5229--SEOAI: oai:DiVA.org:liu-158715DiVA, id: diva2:1337409
External cooperation
Toyota Material Handling
Subject / course
Automatic Control
Presentation
2019-06-05, 08:15 (Swedish)
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-08-22 Created: 2019-07-14 Last updated: 2019-08-22Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2389 kB)9 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2389 kBChecksum SHA-512
6ea3b806644180d1a2aeacb353de6f237f2bb1bcc2b2ba2e78c8fad8a6b1de278bce90865ade405c46c6bb5630bf2e687b0f2a275a4ed15f676b1c65cf8f6267
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Automatic Control
Control Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 9 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 31 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf