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:
MEMS ZS 2021/22_Náplň prednášok | 790,01 kB | 18.12.2021 | ||
program Symbolic.m na precvičenie symbolických výpočtov v MATLABe | 215,08 kB | 09.12.2021 | ||
Cv.12: Symbolické výpočty v MATLABe | 1,56 MB | 09.12.2021 | ||
Cv.11: Použitie lsim, lsimplot, gensig a siminfo pre analýzu vlastností DS | 457,89 kB | 08.12.2021 | ||
Cv.10_(1. obhajoba referátov). Správne formátovanie rovníc. | 221,53 kB | 08.12.2021 | ||
Cv.9 Modelovanie zdvíhacieho zariadenia. blkbuild | 512,60 kB | 07.12.2021 | ||
Cv.8_Fyzikálne modelovanie systémov v Simscape | 1,93 MB | 07.12.2021 | ||
Pr.11_Elektro-mechanická analógia | 835,67 kB | 06.12.2021 | ||
Pr.12_Modelovanie MMP KL | 885,11 kB | 06.12.2021 | ||
GUI pre translačný mech. systém | 204,44 kB | 06.12.2021 | ||
Pr.10_Simulačné modely mech. systémov s pružnými členmi | 714,82 kB | 04.12.2021 | ||
Pr.9_Modelovanie mechanických systémov v SS | 293,55 kB | 22.11.2021 | ||
MEMS – šablóny pre referát a prezentáciu | 463,03 kB | 09.11.2021 | ||
Pr.08_Rotačný mechanický systém | 528,27 kB | 09.11.2021 | ||
Cv.7_Tvroba GUI v MATLABe | 5,45 MB | 09.11.2021 | ||
Cv.6_Modelovanie translačného MS s 1DOF | 632,85 kB | 28.10.2021 | ||
Pr. 6.2 Príklady modelov viachmotnostných translačných mechanických systémov (nDOF) | 635,81 kB | 25.10.2021 | ||
Pr.6.1_TF translačného mechanického systému | 585,74 kB | 25.10.2021 | ||
Cv.5_Modelovanie el. obvodov v stavovom priestore | 435,18 kB | 21.10.2021 | ||
Pr.5_Modelovanie v stavovom priestore | 511,99 kB | 21.10.2021 | ||
Nise_Priklady na TF el. a mech. systémov | 2,87 MB | 20.10.2021 | ||
Nise_Riešené príklady na TF el. a mech. obvodov | 1,23 MB | 20.10.2021 | ||
eBook: Dynamic System Modeling and Control | 1,66 MB | 20.10.2021 | ||
Cv.4_Modelovanie a simulácia sériového RLC obvodu | 831,60 kB | 15.10.2021 | ||
Pr.4_Modelovanie a simulácia R-L-C obvodov_v2 | 1,87 MB | 15.10.2021 | ||
Pr.3_Modelovanie pasívnych elektrických RLC obvodov | 916,13 kB | 11.10.2021 | ||
Cv.3_Logartimické frekvenčné charakteristiky | 410,41 kB | 11.10.2021 | ||
Pr.2_Logaritmické frekvenčné charakteristiky | 1,52 MB | 11.10.2021 | ||
Cv.2_Kmitavé sústavy vyšších rádov | 446,12 kB | 01.10.2021 | ||
Cv.1_P a D sústava I. rádu_v2 | 93,26 kB | 25.09.2021 | ||
Pr.1_Dynamické vlastnosti systémov | 479,66 kB | 22.09.2021 | ||
Pr.0_Úvod do predmetu MEMS | 1,30 MB | 22.09.2021 | ||
Príklady - Dynamic System Modeling and Control | 10,47 MB | 25.01.2021 | ||
Modelovanie EMS, 1.vyd. | 11,95 MB | 22.10.2020 | ||
Control Systems Engineering.pdf | 16,18 MB | 24.09.2020 | ||
Circuit Analysis II | 7,20 MB | 13.11.2019 |