Detail předmětu

Dynamika mechatronických systémů

FSI-RDMAk. rok: 2018/2019

Dynamické rovnice mechatronické soustavy. Variační princip. Teorie obecného el. stroje,jeho základní rovnice a jejich lineárni transformace Matematické modely točivých elektrických strojů v prostředí Matlab-Simulink. Simulace dynamického chování stejnosměrných strojů, asynchronních strojů a synchronních strojů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Čestmír Ondrůšek, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky (ÚMTMB)

Výsledky učení předmětu

Řešit přechodné jevy lineárních a nelineárních mechatronických
soustav pomocí programu Matlab-Simulink. Využívat počítačové simulace pro
řešení složitých úloh interakce elektrických a mechanických částí mechatronických soustav.

Prerekvizity

Základní zákony a pojmy z elektrotechniky a mechaniky. Princip činnosti a provozní vlastnosti elektrických strojů v ustáleném stavu.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

Způsob a kritéria hodnocení

Kontrolní testy - 20 bodů
Hodnocení individuálních projektů - 15 bodů
Písemná a ústní zkouška - 65 bodů

Učební cíle

Dát studentům základní znalosti z elektromechanické přeměny energie,
naučit je sestavit pohybové rovnice mechatronických soustav
a ukázat možnosti řešení na PC. Seznámit studenty s problematikou obecné
teorie elektrických strojů a s významem transformace souřadnic.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast na cvičení je povinná. Pro zápočet je nutné absolvovat všechna cvičení na počítačové učebně, odevzdat požadovaný počet protokolů z řešených simulačních uloh včetně protokolu nejméně jedné samostatně zadané simulační úlohy. Při zápočtu musí studenti rovněž prokázat znalost simulačního jazyka.

Základní literatura

Chee-Mun Ong: Dynamic Simulation of Electric Machinery
Majmudar, H.:Elektromechanical Enargy Conversion,England Allynana Bacon
Měřička, Zoubek:Obecná teorie elektrického stroje,SNTL Praha

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2A-P magisterský navazující

    obor M-MET , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Čestmír Ondrůšek, CSc.

Osnova

1. Základní zákony elektromechanické přeměny energie, zákon zachování energie.
2. Stavová funkce, soustavy s jednou a více budícími cívkami.
3. Dynamické rovnice mechatronické soustavy.
4. Lagrangeova rovnice. Hamiltonův princip. Obecný elektrický stroj. Základní rovnice.
5. Stejnosměrný stroj jako zvláštní případ obecného stroje.
6. Transformace souřadnic. Synchronní stroj. Matematické vyjádření vlastních a vzájemných indukčností.
7. Transformace souřadnic a,b,c na d,q,0, zpětná transformace.
8. Dynamické rovnice v transformovaných souřadnicích. Přechodné jevy soustavy synchronní stroj energetická síť.
9. Transformace souřadnic asynchronního stroje.
10. Matematický model v libovolných d,q,0 souřadnicích.
11. Matematický model v ustáleném a přechodovém režimu.
12. Matematický model a simulace transformátorů.
13. Matematické modely lineárních elektrických strojů

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Radoslav Cipín, Ph.D.
doc. Ing. Čestmír Ondrůšek, CSc.

Osnova

1. Simulační software Matlab-Simulink. Základní instrukce. Princip řešení elektrických obvodů.
2. Sestavení programu pro řešení diferenciálních rovnic.
3. Simulace přechodových dějů stejnosměrného stroje s cizím buzením.
4. Simulace stejnosměrného stroje s elektromagnetickým buzením, vliv nelinearity magnetického obvodu.
5. Dynamické rovnice elektromagnetu. Stejnosměrný elektromagnet, elektromagnet napájený z usměrňovače.
6. Individuální projekt.
7. Simulace synchronního stroje.
8. Simulace Synchronního stroje a vedení.
9. Individuální projekt.
10. Simulace asynchronního stroje v přrozených souřadnicích a,b,c.
11. Simulace asynchronního stroje v souřadnicích d,q,0.
12. Individuální projekt.
13. Zápočet.