354-0518/02 – Simulace a modelování v mechatronice (SIMEC)

Garantující katedraKatedra robotikyKredity3
Garant předmětuprof. Dr. Ing. Vladimír MostýnGarant verze předmětuprof. Dr. Ing. Vladimír Mostýn
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2004/2005Rok zrušení2011/2012
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
KRY01 Ing. Václav Krys, Ph.D.
MIH03 Ing. Milan Mihola, Ph.D.
MOS50 prof. Dr. Ing. Vladimír Mostýn
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Klasifikovaný zápočet 2+1
kombinovaná Klasifikovaný zápočet 10+4

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je získání znalostí v oblasti modelování mechatronických systémů jako celku a vyšetřování jejich chování v prostředí simulačního systému MSC Adams.

Vyučovací metody

Anotace

Předmět se zabývá simulacemi mechatronických zařízení jako celku, využitím CAD systému Pro/Engineer, výpočtového a simulačního systému MSC Adams a simulačního systému Matlab/Simulink pro simulace mechanického, pohonného, řídícího a senzorického subsystému strojů s důrazem na jejich vzájemné vazby a interakci jednotlivých subsystémů.

Povinná literatura:

[1] Mostýn, V. - Skařupa, J. Teorie průmyslových robotů. 1. vydání, Košice: Edice vědecké a odborné literatury – Strojní fakulta TU v Košicích, 2001, 150 stran; ISBN 80-88922-35-6 [2] Mostýn, V. Modelování a analýza konstrukcí robotů II. 1.vyd. Ostrava: skripta VŠB TUO, 2002. 111 stran; ISBN 80-248-0022-5 [3] Čermák, T. Elektrické regulační pohony. Ostrava: skripta VŠB TUO, 1986

Doporučená literatura:

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Kód předmětuZkratkaNázevPovinnost
354-0303 CAD I CAD I Doporučená
354-0331 CADII CAD II Doporučená

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

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

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr, platnost do: 2010/2011 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Klasifikovaný zápočet Klasifikovaný zápočet 100 (100) 0
        Projekt Projekt 70  35
        Písemka Písemka 30  15
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2010/2011 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (16) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (16) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (16) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (16) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (16) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (16) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (16) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (16) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (16) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (16) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (16) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (16) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku