Detta examensarbete är utfört hos Swisslog under våren 2013. De hade problem med den manuella styrningen av deras pallstaplingskran för höglager, som upplevdes ryckig och svår att kontrollera vid låga hastigheter. Huvudsyftet var att undersöka varför detta fenomen uppstod och hur det kunde lösas med både hård- och mjukvarumässiga metoder. Utöver detta undersöktes hur produktionskostnaden, för delarna av kranen som rör den manuella styrningen, kunde reduceras. Det upplevda fenomenet är känt som biodynamic feedthrough. Det innebär att konstruktionens acceleration matas genom operatörens kropp och skapar en återkoppling till styrdonet, i detta fall en joystick. Operatörens hand ger en oavsiktlig störsignal som gör systemet instabilt som i sin tur skapar en oscillation som ökar i amplitud och är svår eller omöjlig att stoppa. Den föreslagna lösningen är att digitalt lågpassfiltrera styrsignalen från joysticken. Det dämpar de skarpaste spikarna i signalen och förhindrar systemet att ta in de snabba handrörelser som kranens acceleration har skapat. / This bachelor thesis was written at Swisslog, who had a problem with the manual control of their high-bay pallet stacker crane. The ride was perceived rough and hard to control at lower speeds.    The main purpose was to examine the source of the phenomenon and how to solve the problem with both software and hardware. It was also requested to investigate ways to lower production costs of the parts of the crane related to the manual control.   The experienced phenomenon is known as biodynamic feedthrough. It refers to the acceleration of the structure affects the body of the operator causing a feedback loop to the input, in this case a joystick. The hand of the operator causes an involuntary control input and making the system unstable and causing an oscillation increasing in amplitude over time. This may be hard or impossible to stop.   The proposed solution is a low-pass filter applied at the output of the joystick. This attenuates the sharpest spikes from the joystick control signal and prevents the system from receiving the fast hand movements caused by the acceleration of the crane.

Um método para avaliação do uso de ganho adequado em ensaios de verificação de PIO (Pilot Induced Oscillations) é apresentado. As tarefas de manobra sintética (Synthetic Tracking Task) são utilizadas para demonstração. A teoria é baseada no conceito de entropia estatística proveniente da teoria da informação e no modelo estrutural do piloto humano. O método é apresentado para manobras executadas no eixo lateral e oferece uma medida do ganho humano utilizado durante a sua execução em malha-fechada. Para a modelagem da planta é utilizado modelo black-box com equacionamento de espaço de estados e identificação de parâmetros. Dados de ensaios em voo provenientes de uma aeronave de transporte certificada FAR-25 são utilizados para medir a razão entre o tempo gasto pelo piloto humano em uma malha fechada em posição versus o tempo em uma malha de derivada da posição (roll vs. roll rate). Esta medida é proposta como validadora da execução correta do ensaio. / A method is proposed to verify losed-loop adequate flight test piloting gain in PIO aircraft certification. The synthetic tracking task PIO flight test is used. The theory is based on the entropy concept from information theory and on the structural pilot model of the human pilot. The method is presented for single axis pilot tracking maneuvers and offers a measure of the human pilot gain employed during its execution. A black-box, state-space, parameter-identified model is used for the plant. Flight test data from a FAR-25 transport aircraft is used to verify the theory of how to determine a measure of the ratio between time spent by the human pilot in the error loop versus in the error rate loop to control the aircraft. This measure is proposed as a test point validation method for PIO flight testing.

Um método para avaliação do uso de ganho adequado em ensaios de verificação de PIO (Pilot Induced Oscillations) é apresentado. As tarefas de manobra sintética (Synthetic Tracking Task) são utilizadas para demonstração. A teoria é baseada no conceito de entropia estatística proveniente da teoria da informação e no modelo estrutural do piloto humano. O método é apresentado para manobras executadas no eixo lateral e oferece uma medida do ganho humano utilizado durante a sua execução em malha-fechada. Para a modelagem da planta é utilizado modelo black-box com equacionamento de espaço de estados e identificação de parâmetros. Dados de ensaios em voo provenientes de uma aeronave de transporte certificada FAR-25 são utilizados para medir a razão entre o tempo gasto pelo piloto humano em uma malha fechada em posição versus o tempo em uma malha de derivada da posição (roll vs. roll rate). Esta medida é proposta como validadora da execução correta do ensaio. / A method is proposed to verify losed-loop adequate flight test piloting gain in PIO aircraft certification. The synthetic tracking task PIO flight test is used. The theory is based on the entropy concept from information theory and on the structural pilot model of the human pilot. The method is presented for single axis pilot tracking maneuvers and offers a measure of the human pilot gain employed during its execution. A black-box, state-space, parameter-identified model is used for the plant. Flight test data from a FAR-25 transport aircraft is used to verify the theory of how to determine a measure of the ratio between time spent by the human pilot in the error loop versus in the error rate loop to control the aircraft. This measure is proposed as a test point validation method for PIO flight testing.

Diplomová práce se zabývá představením, popisem a vytvořením modelu postranní řídicí páky pilota s aktivní silovou zpětnou vazbou firmy Honeywell International Inc. v prostředí MATLAB Simulink. Dále pak představením problému pilotem indukovaných oscilací a možnostmi jejich předcházení, detekce a potlačení. Model řídicí páky se silovou zpětnou vazbou je použit pro potlačení detekovaných oscilací v simulaci letounu.