Modelovanie elektromechanických systémov

Modelovanie elektromechanických systémov:

Študent získa prehľad metód modelovania dynamických systémov so zameraním na mechanické a elektromechanické systémy a  získa skúsenosti s pokročilými metódami modelovania a využívania programu MATLAB a jeho toolboxov (Control t., Symbolic Math t., SimMechanics a SimScape) pre  simuláciu systémov. Naučí sa vytvárať a odlaďovať grafické používateľské interfejsy (GUI). Okrem metodiky modelovania sú uvedené aj modely základných mechanických podsystémov technologických zariadení a robotických systémov a sú analyzované ich dynamické vlastnosti.

Stručná osnova predmetu:

• Pokročilé metódy modelovania v programe MATLAB / Simulink
• Vybrané metódy modelovania systémov v stavovom priestore
• Tvorba vlastných grafických používateľských rozhraní (GUI) v MATLABe
• Metódy zostavenia modelov mechanických systémov translačných a rotačných
• Elektromechanická analógia
• Modelovanie meničov
• Fyzikálne modelovanie pomocou programov SimMechanics  a SimScape)
• Riešenie dynamiky mechanických systémov pomocou Lagrangeových rovníc a ich aplikácie na oblasť mechanických podsystémov elektrických pohonov a robotických systémov
• Analytické modely podsystémov priemyselných výrobných a upravárenských liniek
• Identifikácia a experimentálne metódy získania modelov elektromechanických sústav

MATLAB
– Vyžaduje sa mať nainštalovanú verziu programu MATLAB R2024a (b)
– Prezentácia: http://www2.humusoft.cz/matlab/TUKE_ucitelia.pdf
– Licencia TAH TUKE (Total Academic Headcount) http://www.tuke.sk/matlab 

VÝUČBA: Jednotlivé prednášky a cvičenia na seba nadväzujú, preto je nevyhnutné pripravovať sa priebežne - z týždňa na týždeň. To je mimoriadne dôležité najmä v prípade, ak v danom týždni niekto vynechá výučbu. Plánovanú neúčasť na výučbe oznámte vopred mailom. Pokiaľ nejde o viatýždňovú neúčasť, nie je potrebné dokladať žiadne potvrdenia - dôležité je všetko vedieť! 

REFERÁTY: 
- Vytvoriť riešiteľské dvojice pre riešenie referátov - v 1. týždni semestra
- Zadanie v 3. týždni semestra. 
- Riešenie zadaní - priebežne (tak, ako sa preberá látka, tak po skončení cvičení v danom týždni treba aplikovať a poznatky na riešenie zadania: vytvoriť matematické a simulačné modely, časti programov a požadované priebehy zo simulácie a súčasne ich zapracovávť do výsledného referátu. 
- Konzultácie ku zadaniam - v rámci cvičení, v závere prednášky a na požiadanie (napísať mail a v prípade ručne napísaných poznámok nefoti5 ich, ale naskenovať , napr. aplikáciou ClearScanner): iba k danej časti látky cca 2 týždne po jej prednese. Keďže je nutnosť študovať priebežne, v závere semestra sa nepokytujú súhrné konzulácie k predchádzajúcej látke.
 
– V 9. týždni semestra (upresní sa) bude tzv. "malá" obhajoba referátu: mat.model, stavový model, simulačný model (Simulink a Simscape), výsledky simulácie (vyšetrovanie vplyvu parametrov) v časovej a frekvenčnej oblasti. K tomu sa vyžaduje spracovaná príslušná časť správy a tiež prezentácia v ppt  (spracovanie podľa šablóny). Vo zvyšných týždňoch semestra zostáva práca na elektromechanickej analógii, vytvorení GUI a dopísanie poslednej časti správy.
- Koncom 12. týždňa: zaslať elektronickú verziu (správa. GUI a m-súbory, prezentácia) zaslať najneskôr 48 hod. pred cvičením (obhajobou).
Pri zaslaní týždeň vopred skontrolujem text, upozorním na prípadné chyby a navrhnem úpravy, aby výsledné honodenie referátu bolo pozitívne.

Pozor, termíny odoslania treba striktne dodržať!

- Štandardný termín obhajob je v 13. týždni v rámci cvičenia a prednášky.
V prípade nedostatku času sa cvičenie predĺži, alebo sa dohodneme na inom termíne (sprqvidla v nasledujúci deň). 

- Dodatočné a opravné obhajoby  budú začiatkom januára v ďalšom kalendárnom roku

Každú obajobu svojich kolegov je nutné sledovať veľmi pozorne (jednak kvôli vyvarovaniu sa chýb a tiež ako prehľad riešenia daného systému v príprave na skúšku). 
– Ak referát nespĺňa požadované náležitosti, bude vrátený na dopracovanie
   a znova je ho potrebné obhajovať, pre objektivitu hodnotenia za  prítomností min. 4 študentov. 
– Dodatočná (a opravná) ohajoba má za následok zhoršenie hodnotenia
   (- 2) body / osoba / týždeň.
Upozornenie: Podľa študijných predpisov FEI zápočty musia byť uzavreté do 2 týždňov po skočnení semestra). 
- Vytlačenú správu doručiť vyučujúcemu pri obhajobe referátu (pri online vyučovaní najneskôr do 2 týždňov po zápočtovom týždni: osobne/v obálke/obale s menom a pracoviskom vyučujúceho do podateľne TU na prízemí/poštou/na sekretariát katedry - ak bude otvorený).

PÍSOMKY POČAS SEMESTRA. Budú tri: v 5. týždni (za 5 bodov), potom (približne), v 8. týždni (7 bodov - stále látka od začiatku semestra) a v 11 týždni (8 bodov - celá látka ). Presný dátum bude oznámený týždeň vopred. Písomky sa v žiadnom prípade neopakujú, ani v zápočtovom týždni.  

PRIEBEH SKÚŠKY (v rozsahu cca 1,5 - 2 hod.)
- začiatok o 8:30:

1) riešenie zadaného príkladu - analýza systému (mechanický translačný, rotačný, kombinovaný): mat. model, simulačný model, stavový model, elektromechanická analógia), 60 min. 
2) ústna skúška: 2 teoretické otázky z prednášok (odvodenia). Príprava: cca 2 x 15 min., príp. doplnkové otázky (použitie inštrukcií v MATLABe, ktoré boli preberané na cvičeniach počas semestra a v referáte a popis ich použitia). 

ONLINE SKÚŠKA.
V pripade online skúšky budú študenti skúšaní individuálne a musia byť pripravení na okamžitú odpoveď, bez prípravy, s pohľadom do kamery. Prípadné odovodenia treba jednak priebežne ukázať na kameru a na záver naskenovať prípravu a poslať e-mailom. 
Prípadné odvodenia je potrebné priebežne, na požiadanie, ukázať na kameru (zaznamenáva sa) a po skončení skúšky naskenovať/odfotiť prípravu a okamžite poslať skúšajúcemu. 
Je to oveľa náročnejší spôsob skúšania s okamžitou reakciou na danú potázku, preto už od začiatku semestra odporúčam pravidelnú prípravu. 

Vyučujúci:

• prof. Ing. Daniela Perduková, PhD.
• prof. Ing. Pavol Fedor, PhD.
• doc. Ing. Viliam Fedák, PhD.