Detail předmětu

Řízené dynamické soustavy

FSI-RDOAk. rok: 2011/2012

Tento předmět se zabývá počítačovým modelováním dynamiky soustav tuhých těles. Přímo tak rozšiřuje znalosti a dovednosti z předchozího studia Mechaniky. Vlastní řešení soustavy ODE probíhá jednak v Matlabu a také v Simulinku. Zde je možné dynamickou mechanickou soustavu jednoduše doplnit o zpětnovazební řízení a modelovat její chování. Mimo to jsou probrány vybrané problémy simulačního modelování dynamiky, především otázka tření a kontaktních vazeb.
Teoretické poznatky jsou v laboratorním cvičení demonstrovány na konkrétních reálných modelech řízených z prostředí Simulink.

Výsledky učení předmětu

Studenti získají znalosti a dovednosti z následujících oblastí:
- teorie dynamických systémů
- matematické modely prvků systémů
- lineární dynamické systémy a jejich analýza
- modelování v prostředí Matlab/Simulink
- modelování řízených soustav
- praktická zkušenost s řízením reálné soustavy pomocí I/O karty z prostředí Matlab/Simulink a mikrokontroléru PIC

Prerekvizity

Vektorová algebra. Maticová algebra. Matematika a fyzika v rozsahu předchozího studia.

Doporučená nebo povinná literatura

Valášek M. a kol.: Mechatronika, Vydavatelství ČVUT Praha, 1995

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

Předmět je hodnocen na základě aktivní účasti ve cvičení a semestrálního projektu.

Jazyk výuky

čeština

Cíl

Studenti se seznámí s modelováním dynamiky mechanických, elektromechanických a řízených systémů na počítači.

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

Kontrola výuky se provádí na cvičení. Studenti vypracují semestrální projekt.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B3A-P bakalářský

    obor B-MET , 3. ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Úvod, motivace, příklady
2. Dynamický systém se spojitým časem
3. Řešení obyčejné diferenciální rovnice v Matlabu
4. Řešení obyčejné diferenciální rovnice v Simulinku
5. Použití Maple pro sestavení pohybových rovnic mechanických systémů
6. Dynamické systémy s diskrétním časem
7. Modelávání rázu, tření a kontaktu v mechanice soustav tuhých těles
8. Linearizace soustav
9. Stavové modely lineárních soustav, Stabilita lineárních systémů
10. Řízení linearizovaných soustav, Metodika ověřování modelu řízené soustavy s nelineárním modelem
11. Úvod do Rapid Control Prototyping, použití RT Toolboxu, karty MF 624
12. Generování C kódu, PIC target
13. Prezentace výsledků semestrálních projektů

Cvičení s počítačovou podporou

6 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Úvod do Matlabu a Simulinku
2.-3. Modelování dynamiky lineárního oscilátoru
4. Práce na semestrálním projektu, konzultace

Laboratoře a ateliéry

7 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

5. - 6. Seznámení se s prostředím Matlab/Simulink, RealTime Toolbox, použití karty MF624
7. – 8. Rychlostní řízení DC motoru pomocí RT Toolboxu.
9. – 10. Polohové řízení DC motoru pomocí RT Toolboxu.
11. – 12. Generování C kódu ze Simulinku - Příklad: Rychlostní a polohové řízení DC motoru pomocí mikrokontroléru PIC.

eLearning