Modelovanie elektromechanických systémov

V predmete "Modelovanie elektromechanických systémov" získa študent základné vedomosti o metódach modelovania dynamických podsystémov. Okrem metodiky modelovania budú v predmete uvedené aj modely základných podsystémov technologických zariadení a analyzované ich vlastnosti. Pozornosť je venovaná aj experimentálnym metódam zostavenia modelov systémov. Študent získa tiež praktické skúsenosti s pokročilými metódami využívania simulačných programov.

Stručná osnova predmetu:

• Prehľad produktov MathWorks pre modelovanie systémov. Experimentálne metódy tvorby modelov systémov z nameraných charakteristík. Špeciálne nástroje MATLABu pre riešenie SISO obvodov: sisotool, rltool, frtool, LTI viewer. SISO design tasks node.
• Identifikácia dynamických systémov na základe vstupno-výstupných údajov:
• Aplikácie MNŠ. Rekurzívne metódy identifikácie.
• Metódy modelovania elektrických obvodov. Elektromechanická analógia. Redukcia rádu systému.
• Modely viachmotnostných mechanických podsystémov s pružnými členmi.
• Dynamické modely mechanizmov metódou Lagrangeových pohybových rovníc II. druhu.
• Modely systémov s viacerými vstupmi a výstupmi (MIMO): maticové prenosové funkcie, autonómnosť, invariantnosť, odväzbenie prenosových kanálov.
• Modely mechanických podsystémov kontinuálnych liniek: popis dejov v oblasti pružnej väzby spracovávaného materiálu. Statický a dynamický model úsekov KL. Model častí KL: Úsek linky s previsom materiálu. Úsek linky s ťahom v páse, so slučkou, viacnásobným previsom, modely navíjacích zariadení.
• Modelovanie mechanických systémov kĺbových mechanizmov robotov pomocou SimMechanics. Knižnica blokov programu SimMechanics.
• Modelovanie elektrických obvodov. Modelovanie meničov, ich spínacích stavov a prenosových funkcií pomocou MATLABu.
• Modelovanie striedavých strojov. Referenčné sústavy a ich praktické využitie. Transformačné modely medzi jednotlivými súranými systémami. Model AM, SM, SMPM, jednofázového motora.
• Modely dynamických podsystémov automobilov: Model ABS. Model optimálneho tlmenia. Modelovanie pohonného systému.

MATLAB
– Vyžaduje sa mať nainštalovanú verziu min. 2020b
– Prezentácia: http://www2.humusoft.cz/matlab/TUKE_ucitelia.pdf
– Licencia TAH TUKE (Total Academic Headcount) http://www.tuke.sk/matlab 

REFERÁTY: 
– Zadanie v 5. týždni semestra. 
– Priebežná kontrola a konzultácie 2-3x za semester (v rámci cvičení a v závere prednášky) spravidla v 7. 9. a 11. týždni semestra). 
Pozn. Nespracovanie danej látky do uvedeného času má za následok obmedzenie  konzultácií! 
– V 9. týždni semestra bude tzv. "malá" obhajoba referátu: mat.model, stavový model, simulačný model (Simulink a Simscape) a výsledky simulácie (vyšetrovanie vplyvu parametrov). K tomu sa vyžaduje spracovaná príslušná časť správy a tiež prezentácia (spracovanie podľa šablóny). 
- V 13. týždni (zápočtový): elektronickú verziu (správa. GUI a m-súbory, prezentácia) zaslať najneskôr 24 hod. pred cvičením (obhajobou),
t.j. do 15.12.2021, 12:20).
Pri zaslaní v priebehu 12.12.2021 (nedeľa) skontrolujem text a v ďalší deň upozorním na prípadné chyby v ňom i v správnosti riešenia.
Pozor, termíny treba striktne dodržať!

- Štandardný termín obhajoby je v 13. týždni v rámci cvičenia (online).
V prípade nedostatku času sa cvičenie predĺži. Každú obajobu 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 (prítomní min. 4 študenti).
– 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 najneskôr do 2 týždňov po zápočtovom týždni (osobne/v obálke/obale do podateľne TU na prízemí/poštou).

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 odfotiť 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. 

PRIEBEH SKÚŠKY (v rozsahu cca 1,5 - 2 hod.) -  spravidla pozostáva z 3 častí:
1) teoretická otázka (prehľad bude na portáli na začiatku zápočtového týždňa),
2) riešenie zadaného príkladu - analýza systému (elektrický, mechanický translačný, rotačný, kombinovaný): mat. model, simulačný model, stavový model),
3) doplnkové otázky (použitie inštrukcií v MATLABe, ktoré boli preberané počas semestra a popis ich použitia).

SKÚŠKA V PREZENČNEJ FORME (L228):
Začína o 8:30 (v prvých dvoch týdňoch skúšobného obdobia) obhajobou oneskorených a opravovaných referátov (v miestnosti musia byť min. 4 študenti; účasť zabezpečujú obhajujúci, pri menšom počte sa obhajoba nekoná)  

Písomná časť o 9:00 (L228)
 Po písomnej časti nasleduje ústna skúška, v rámci ktorej budú prevereníé
  1. modelovanie (model, schéma, prenos, ...) elektrického obvody
  2. modelovanie mechanického systému s pružným spojením
  3. otzka z prednášanej látky 
  4. prípadné otázky týkajúce sa detailov riešenia referátu

Forma skúšky bude špecifikovaná koncom semestra (podľa pokynov DFEI).

Vyučujúci:

• doc. Ing. Viliam Fedák, PhD.