Detail předmětu

Vybrané statě z dynamiky

FSI-RVDAk. rok: 2011/2012

Předmět se zabývá modelováním dynamiky mechatronických soustav. Typicky se tyto skládají z mechanismů - soustav tuhých těles propojených vazbami a dalších prvků, především elektrických. Cílem je rozvinout a prohloubit znalosti získané v předchozím studiu, především směrem k moderním metodám numerického modelování. Obsahem studia jsou klasické metody tvorby modelu dynamické soustavy (metoda uvolňování, Lagrangeovy rovnice) a jejich aplikace v moderních přístupech při počítačovém modelování. Cvičení budou probíhají na počítači a součástí předmětu je semestrální projekt.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Ctirad Kratochvíl, DrSc.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky (ÚMTMB)

Výsledky učení předmětu

- shrnutí současných možností analytického a numerického modelování mechatronických soustav
- analytické metody kinematiky a dynamiky, možnosti a omezení
- metody numerického řešení matematických modelů soustav
- příklady praktického modelování některých vybraných elektromechanických soustav
- metody linearizace dynamických modelů
- modelování řízení soustav, praktické příklady

Prerekvizity

Vektorová algebra. Maticová algebra. Základy kinematiky a dynamiky. Metoda uvolňování a Lagrangeovy rovnice. Základy programování.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Klasifikovaný zápočet. Klasifikace se bude provádět na základě aktivní účasti na cvičení a vypracování semestrálního projektu.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s klasickými i moderními způsoby modelování dynamického chování mechatronických soustav se soustředěnými parametry. Studenti získají teoretické znalosti a praktické dovednosti z této oblasti.

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

Konkrétní podobu organizace výuka a způsob nahrazení zameškaných cvičení stanoví vyučující na začátku semestru.

Základní literatura

Szklarski, L., Kazimierz, J., Horodecki, A.: Electric Drive Systems Dynamics-Selected Problems, PWN Warszawa, 1990
Valášek M. a kol.: Mechatronika, Vydavatelství ČVUT Praha, 1995
Dynamic Simulation of Electric Machinery Using Matlab Simulink, Prentice Hall, 1998
Kratochvíl, C., Slavík, J.: Mechanika těles-dynamika, PC-DIR, skriptum VUT Brno, 1997
Stejskal, V. a kol.: Mechanics Using Matlab, Leonardo Pilot project No. CZ/98/1/82500/PI/I.1.1.b/FPI, http://fsinet.fsid.cvut.cz/en/U2052/leo.html, 2001

Doporučená literatura

Kratochvíl, C., Slavík, J.: Mechanika těles-dynamika, PC-DIR, skriptum VUT Brno, 1997
Valášek M. a kol.: Mechatronika, Vydavatelství ČVUT Praha, 1995
Janíček, P., Ondráček, E.: Řešení problémů modelováním - Téměř nic o téměř všem, skriptum VUT v Brně, PC-DIR Real, 1998

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2A-P magisterský navazující

    obor M-IMB , 2. ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Ctirad Kratochvíl, DrSc.

Osnova

- Některé vybrané problémy kinematiky soustav tuhých těles propojených vazbami
- Metody tvorby dynamických modelů soustav tuhých těles: metoda uvolňování, Lagrangeovy rovnice druhého druhu
- Seznámení se způsoby numerického modelování soustav na počítači
- Příklady sestavení dynamického modelu pro konkrétní mechatronické soustavy
- Kmitání soustav s jedním a více stupni volnosti
- Metody numerického řešení matematických modelů
- Metody linearizace dynamických modelů
- Vybrané základní problémy řízení řízení soustav, jeho implementace do simulačního modelu, praktické příklady

Cvičení s počítačovou podporou

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Ctirad Kratochvíl, DrSc.

Osnova

- úvod do modelování v programovém systému Matlab
- úvod do modelování v nástavbě Matlab - Simulink
- způsoby řešení některých jednoduchých příkladů dynamických soustav (harmonický oscilátor, dvojité kyvadlo)
- analýza buzeného tlumeného harmonického oscilátoru, konstrukce skeletové křivky
- modelování nelineárního oscilátoru, modelování skokové změny parametrů systému
- modelování elektromechanické soustavy
- modelování elektromechanické řízené soustavy