Detail předmětu

Elektrické servopohony

FSI-GESAk. rok: 2024/2025

Předmět seznamuje studenty se základní problematikou elektrických servopohonů a jejich úloze v pohonech výrobních strojů a zařízení. Jedná se o definování základních požadavků na statické a dynamické vlastnosti servomechanizmů, výklad principů činnosti nejdůležitějších komponent elektrických servomechanizmů, vysvětlení metodiky návrhu nejužívanějších zpětnovazebních obvodů (polohová smyčka, rychlostní zpětná vazba, proudová zpětná vazba, polohový servomechanizmus s podřízenou proudovou a rychlostní smyčkou, dynamická poddajnost polohové smyčky, komunikace mezi číslicovým řídicím systémem a pohony stroje) a popis interakce se setrvačnou zátěží u servomechanizmů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

Ing. Rostislav Huzlík, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav výrobních strojů, systémů a robotiky (ÚVSSR)

Vstupní znalosti

Základy dynamiky mechanizmů, základy teorie lineárních systémů řízení, základní charakteristiky snímačů polohy, rychlosti a proudu, matematické modely elektrických strojů.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Hodnocení předmětu se skládá ze zkoušky a zápočtu.
Zápočet je udělen za vypracování předloženého zadání.
Zkouška je kombinovaná, má písemnou a ústní část.
Náplní předmětu jsou pouze přednášky. Zameškaná výuka se proto nenahrazuje.

Učební cíle

Cílem předmětu Elektrické servopohony je seznámit studenty se současným stavem a možnostmi, které poskytuje technika elektrických pohonů pro aplikace ve výrobních strojích a zařízeních. Úkolem předmětu je dosažení základních znalostí na takové úrovni, aby studenti byli schopni aplikovat výše uvedená zařízení a jejich komponenty ve své profesi a orientovat se v široké tržní nabídce jednotlivých výrobců.
Předmět Elektrické servomechanizmy umožňuje studentům získat znalosti, které jsou nutné pro návrh a optimální nastavení pohonů výrobních strojů a zařízení podle technické dokumentace výrobce pohonů, řídících systémů a ostatních nezbytných komponent. Studenti rovněž získají praktické dovednosti, nutné pro obsluhu a diagnostiku jednoduchých poruch elektrických servomechanizmů.

Základní literatura

Skalický, J.: Elekrické servopohony. Brno, VUT 1999
Souček, P.: Pohony výrobních zařízení . Servomechanizmy. Praha, ČVUT 1997

Doporučená literatura

DRURY, Bill. Control techniques drives and (CS)
Leonhard, W.: Control of Electrical Drives. Berlin, Springer 1996
VAS,P.: Electrical Macines and Drives. Oxford, Clarendon Press, 1992.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-VSR-P magisterský navazující 2 ročník, letní semestr, povinný

  • Program C-AKR-P celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    specializace CLS , 1 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Rostislav Huzlík, Ph.D.

Osnova

1. Regulátory, aplikace základů lineárních regulačních obvodů v elektrických servomechanizmech.
2. Metodika navrhování servopohonů, základní statické a dynamické vlastnosti a požadavky na servopohony pracovních strojů.
3. Typy servomechanizmů, rychlostní zpětná vazba, proudová zpětná vazba.
4. Jednoduchá polohová smyčka, polohový servomechanizmus s podřízenou proudovou a rychlostní smyčkou.
5. Dynamická poddajnost polohové smyčky, kritéria kvality pohonů.
6. Pravidla ladění regulátorů servopohonů.
7. Řízení pohonů se stejnosměrnými motory, EC motory a krokovými motory.
8. Řízení pohonů se synchronními a asynchronními motory.
9. Řízení polohy – interpolace, rozběhové křivky
10. Nelinearity, kompenzace parazitních vlastností servopohonů (tření, cogging apod.)
11. Pohony se synchronizovanými motory.
12. Vlastnosti řídících systémů servopohonů.
13. Pokročilé metody řízení (stavová regulátory apod.).

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Rostislav Huzlík, Ph.D.

Osnova

1. Možnosti popisu systému pomocí přenosových funkcí
2. Návrh a simulace PID regulátoru pro obecnou aplikaci
3. Návrh a simulace PID regulátoru pro obecnou aplikaci
4. Simulace komponentů elektrického servopohonu v Simulinku
5. Simulace komponentů elektrického servopohonu v Simulinku
6. Simulace komponentů elektrického servopohonu v Simulinku pomocí knihoven - elektromechanické soustavy.
7. Simulace regulace pohonu se stejnosměrným motorem.
8. Simulace regulace servopohonu se synchronním motorem.
9. Simulace pohonu s interpolací a rozběhovými křivkami.
10. Praktická ukázka regulace stejnosměrného pohonu.
11. Praktická ukázka regulace střídavého servopohonu
12. Simulace regulace servopohonu s asynchronním motorem
13. Zápočet