354-0518/01 – Simulation and Modeling in Mechatronics (SIMEC)
| Gurantor department | Department of Robotics | Credits | 4 |
| Subject guarantor | prof. Dr. Ing. Vladimír Mostýn | Subject version guarantor | prof. Dr. Ing. Vladimír Mostýn |
| Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Choice-compulsory |
| Year | 2 | Semester | winter |
| | Study language | Czech |
| Year of introduction | 2004/2005 | Year of cancellation | 2010/2011 |
| Intended for the faculties | FS | Intended for study types | Follow-up Master |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
The main objective of this subject is to obtain knowledge in area of modeling of mechatronic systems on the whole and investigation of their behavior in the simulation system MSC Adams.
Teaching methods
Summary
The course deals with simulation of the entire mechatronic system with utilization of the CAD system Pro/Engineer, computing and simulation system MSC Adams and simulation system Matlab for simulation of the mechanical, drive, control and sensor subsystems of machines with emphasis on their mutual connections and interaction of the individual subsystems.
Compulsory literature:
On-line documentation of the MSC Adams, Matlab/Simuling and Pro/Engineer.
Recommended literature:
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
E-learning
Other requirements
Prerequisities
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
Předn.č. Téma
1. Metodika mechatronického přístupu ke konstruování strojů, subsystémy
strojů
a možnosti jejich modelování
Cvičení: Představení možností simulace mechatronických systémů pomocí
dostupného programového vybavení
2. Simulační systém MSC/Adams – modelování součástí, vytváření sestav, import
sestav z jiných CAD systémů (Pro/Engineer, Solidworks), metodika přenosu
hmotnostních parametrů skutečných mechanismů z prostředí Pro/Engineer do
simulačních systémů
Cvičení:Modelování součástí a sestav v prostředí MSC/Adams
3. Simulační systém MSC/Adams – vytváření pohybových vazeb, zavedení
počátečních podmínek analýzy mechanismu
Cvičení:Modelování pohybových vazeb v prostředí MSC/Adams
4. Simulační systém MSC/Adams – modelování pohonů, způsoby vytváření předpisu
pohybu, vytváření uživatelských funkcí (Function Builder), metodika
dimenzování
pohonů
Cvičení:Kontrolní úloha 1 – model průmyslového robotu v prostředí Adams.
5. Simulační systém MSC/Adams – vytváření silového zatížení mechanismu, typy
silového zatížení
Cvičení:Modelování silového zatížení v prostředí MSC/Adams
6. Simulační systém MSC/Adams – vytváření měrných veličin (Measures) pro
analýzy chování mechanismu
Cvičení:Analýza chování robotu se třemi stupni volnosti pomocí měrných veličin
v prostředí MSC/Adams
7. Simulační systém MSC/Adams – analýza výsledků simulace (Postprocessor),
grafy, animace, export výsledků
Cvičení:Zobrazení a analýza výsledků simulace chování průmyslového robotu se
třemi stupni volnosti v prostředí MSC/Adams, animace pohybu, export výsledků
8. Simulační systém MSC/Adams – vytváření řídicích bloků v prostředí Adams,
momentové řízení mechanismu v prostředí Adams
Cvičení:Vytváření řídicích bloků v prostředí MSC/Adams
9. Metodika vytváření matematického modelu mechanismu robotu (Mathcad),
syntéza algoritmu momentového řízení mechanismu
Cvičení:Kontrolní úloha 2 – momentové řízení rotační pohybové jednotky robotu.
10. Simulační systém MSC/Adams – rozšiřující modul Controls, metodika exportu
mechanického subsystému do prostředí simulačního systému Matlab/Simulink.
Cvičení:Vytvoření zapouzdřeného modelu mechanického subsystému robotu v
prostředí Adams
11. Simulační systém Matlab/Simulink – vytvoření řídicích bloků pro momentové
řízení mechanismu, metodika vytvoření modelu operační úrovně řízení,
generování
trajektorie koncového bodu akčního členu robotu, řešení inverzní úlohy
kinematiky v prostředí Matlab/Simulink, vytvoření modelu mechanismu jako
řízeného subsystému na základě Lagrangeových pohybových rovnic
Cvičení:Vytvoření modelu řídicího subsystému průmyslového robotu v prostředí
Matlab/Simulink
12. Simulační systém Matlab/Simulink – simulační modely elektrických pohonů,
nastavení parametrů podřízené regulační smyčky proudu, doplnění modelu bloky
stejnosměrných motorů s měniči a regulátory proudu
Cvičení:Vytvoření modelu stejnosměrného pohonu v prostředí Matlab/Simulink
13. Simulační systém Matlab/Simulink – import zapouzdřeného modelu
mechanického
subsystému (Adams) do prostředí simulačního systému Matlab/Simulink, nastavení
parametrů interakce mezi systémy Adams a Matlab, kosimulace (současná
simulace)
mechatronického systému, analýza interakcí mezi jednotlivými subsystémy
Cvičení:Simulace chování průmyslového robotu a vyšetřování interakce mezi
jednotlivými subsystémy v prostředí Matlab/Simulink
14. Možnosti optimalizace chování mechatronického systému jako celku, metody
virtuálního modelování prototypů
Cvičení:Vliv nastavení parametrů řídicího subsystému na chování celého systému
15. Zápočet
Seznam otázek
1. Metodika mechatronického přístupu ke konstruování strojů, subsystémy strojů
a možnosti jejich modelování
2. Simulační systém MSC/Adams – modelování součástí, vytváření sestav, import
sestav z jiných CAD systémů (Pro/Engineer, Solidworks), metodika přenosu
hmotnostních parametrů skutečných mechanismů z prostředí Pro/Engineer do
simulačních systémů
3. Simulační systém MSC/Adams – vytváření pohybových vazeb, zavedení
počátečních podmínek analýzy mechanismu
4. Simulační systém MSC/Adams – modelování pohonů, způsoby vytváření předpisu
pohybu, vytváření uživatelských funkcí (Function Builder), metodika
dimenzování
pohonů
5. Simulační systém MSC/Adams – vytváření silového zatížení mechanismu, typy
silového zatížení
6. Simulační systém MSC/Adams – vytváření měrných veličin (Measures) pro
analýzy chování mechanismu
7. Simulační systém MSC/Adams – analýza výsledků simulace (Postprocessor),
grafy, animace, export výsledků
8. Simulační systém MSC/Adams – vytváření řídicích bloků v prostředí Adams,
momentové řízení mechanismu v prostředí Adams
9. Metodika vytváření matematického modelu mechanismu robotu (Mathcad),
syntéza
algoritmu momentového řízení mechanismu
10. Simulační systém MSC/Adams – rozšiřující modul Controls, metodika exportu
mechanického subsystému do prostředí simulačního systému Matlab/Simulink.
11. Simulační systém Matlab/Simulink – vytvoření modelu mechanismu jako
řízeného subsystému na základě Lagrangeových pohybových rovnic
12. Simulační systém Matlab/Simulink – vytvoření řídicích bloků pro momentové
řízení mechanismu, metodika vytvoření modelu operační úrovně řízení,
generování
trajektorie koncového bodu akčního členu robotu, řešení inverzní úlohy
kinematiky v prostředí Matlab/Simulink
13. Simulační systém Matlab/Simulink – simulační modely elektrických pohonů,
nastavení parametrů podřízené regulační smyčky proudu
14. Simulační systém Matlab/Simulink – import zapouzdřeného modelu
mechanického
subsystému (Adams) do prostředí simulačního systému Matlab/Simulink, nastavení
parametrů interakce mezi systémy Adams a Matlab, kosimulace (současná
simulace)
mechatronického systému, analýza interakcí mezi jednotlivými subsystémy
15. Možnosti optimalizace chování mechatronického systému jako celku, metody
virtuálního modelování prototypů
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.