Detail předmětu

Elektrické servopohony

FSI-GES-KAk. 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

Leonhard, W.: Control of Electrical Drives. Berlin, Springer 1996
Pavelka, J, Čeřovský, Z., Javůrek, J.: Elekrické pohony. Praha, ČVUT 2001
Vas, P.: Electrical Macines and Drives. Oxford, Clarendon Press 1992

Doporučená literatura

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

Zařazení předmětu ve studijních plánech

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

Typ (způsob) výuky

 

Konzultace v kombinovaném studiu

17 hod., povinná

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.).

Konzultace

35 hod., nepovinná

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