430-2205/01 – Technické prostředky pro řízení elektrických pohonů (TPŘEP)

Garantující katedraKatedra elektronikyKredity6
Garant předmětuprof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BRA30 prof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc.
MRO061 Ing. Tomáš Mrověc, Ph.D.
PAV15 Ing. Tomáš Pavelek, Ph.D.
SIM01 Ing. Petr Šimoník, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 3+18

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Po absolvování předmětu student získá znalosti umožňující dobrou orientaci v principech činnosti technických prostředků elektrických regulačních pohonů, schopnost samostatné analýzy a syntézy technických prostředků elektrických regulačních pohonů a umí aplikovat získané poznatky při praktickém návrhu technických prostředků elektrických regulačních pohonů. Získané poznatky tvoří součást všeobecných znalostí elektroinženýra zejména, je-li zaměřen na aplikace elektrických pohonů a jejich řízení.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Předmět se zaměřuje na realizaci základních technických prostředků elektrických regulačních pohonů, mezi které patří zadávací členy, řídicí členy a měřicí členy, pomocí analogové, číslicové a mikroprocesorové techniky. Náplň předmětu se opírá se o poznatky z elektroniky, výkonové elektroniky a elektrických pohonů. Přednášky: Základní pojmy z oblasti řízení elektrických pohonů. Rozdělení technických prostředků. Požadavky na technické prostředky elektrických regulačních pohonů. Základní elektronické obvody pro zpracování analogových signálů. Zesilovače. Logaritmické a exponenciální funkční měniče. Komparátory. Operační usměrňovače, členy absolutní hodnoty, funkční měniče. Návrh, obvodové řešení, statické a dynamické vlastnosti. Filtrace signálů, aktivní filtry s operačními zesilovači. Návrh, obvodové řešení, statické a dynamické vlastnosti. Spínací a přepínací elektronické obvody, funkční měniče, analogové multiplexery. Analogové paměti a jejich aplikace. Návrh, obvodové řešení, statické a dynamické vlastnosti. Analogové násobičky a jejich aplikace. Návrh, obvodové řešení, statické a dynamické vlastnosti. Generátory periodických signálů. Funkční generátory. Fázový závěs a jeho aplikace, převodníky frekvence - napětí. Návrh, obvodové řešení, statické a dynamické vlastnosti. Mikropočítačové řídicí systémy elektrických pohonů. Požadavky, základní konfigurace, čislicové zpracování vstupních a výstupních signálů. Analogově-číslicové a číslicově-analogové převodníky. Návrh, obvodové řešení, statické a dynamické vlastnosti. Zadávací členy. Základní požadavky. Aktivní a pasivní omezovače. Omezovač strmosti nárůstu žádané veličiny Řídicí členy. Základní požadavky. Návrh a realizace analogových řídicích členů. P, I, D, PI, PID regulátory. Návrh regulátorů, statické a dynamické vlastnosti.. Měřicí členy. Požadavky na měřicí členy. Snímače napětí a proudu, izolační zesilovače. Návrh, obvodové řešení, statické a dynamické vlastnosti. Snímače rychlosti. Obvody pro vyhodnocení rychlosti a polohy. Návrh, obvodové řešení, statické a dynamické vlastnosti. Snímače polohy. Obvody pro vyhodnocení rychlosti a polohy. Návrh, obvodové řešení, statické a dynamické vlastnosti. Cvičení: Opakování a návrh jednoduchých zapojení s operačními zesilovači. TEST č. 1, procvičování přednáškových témat 1 až 5. TEST č. 2, procvičování přednáškových témat 6 až 10. Konzultace, zápočet. Laboratoře: Laboratorní úloha č. 1 - Analogové řídicí členy regulačních obvodů. Laboratorní úloha č. 2 - Rozběhový člen, omezovače. Laboratorní úloha č. 3 - Aktivní filtry s operačními zesilovači. Laboratorní úloha č. 4 - Operační usměrňovače. Laboratorní úloha č. 5 - Analogové násobičky a jejich aplikace. Laboratorní úloha č. 6 - Generátory funkcí Laboratorní úloha č. 7 - Převodník napětí - frekvence, frekvence - napětí Laboratorní úloha č. 8 - Aplikace fázového závěsu Laboratorní úloha č. 9 - Čidla proudu a napětí. Laboratorní úloha č. 10 - Čidla polohy a rychlosti. Projekty: Zpracování výsledků laboratorních cvičení: 1 - Analogové řídicí členy regulačních obvodů. 2 - Rozběhový člen, omezovače. 3 - Aktivní filtry s operačními zesilovači. 4 - Operační usměrňovače. 5 - Analogové násobičky a jejich aplikace. 6 - Generátory funkcí. 7 - Převodník napětí - frekvence, frekvence - napětí. 8 - Aplikace fázového závěsu. 9 - Čidla proudu a napětí. 10 - Čidla polohy a rychlosti.

Povinná literatura:

Brandštetter, P.: Technické prostředky pro řízení elektrických pohonů. Učební texty pro kombinované a distanční studium, VŠB-Technická univerzita Ostrava, 2005. Whitaker, J.C.: The electronics handbook. CRC Press, ISBN 0-8493-8345-5, 1996. Webb, J.: Industrial control electronics. Merrill, Columbus, ISBN 0-675-20897-1, 1990. Brandstetter, P.: Technical Means for Control of Electrical Drives - Part 1. Study textbook, VSB-Technical University of Ostrava, 97 p., 2017. Brandstetter, P.: Technical Means for Control of Electrical Drives - Part 2. Study textbook, VSB-Technical University of Ostrava, 84 p., 2017.

Doporučená literatura:

Brandštetter, P.: Elektrické regulované pohony III. Učební texty pro kombinované a distanční studium, VŠB-TU Ostrava, 2012. Brandštetter, P.: Mikropočítačové řídicí systémy II. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2012. Brandštetter, P., Neborák, I., Vrána,V.: Elektrické pohony - Příklady návrhu logického řízení a simulace. Skriptum VŠB, Ostrava 1989. Pavelek, T.: Řídicí členy elektrických pohonů - laboratorní cvičení. Syllaby VŠB, Ostrava 1995.

Způsob průběžné kontroly znalostí během semestru

Průběžná kontrola studia: Kontrolní testy TEST č.1, TEST č.2. Podmínky udělení zápočtu: Účast na laboratorní výuce (100%). Odevzdání protokolů z měření. Absolvování všech kontrolních testů v řádném termínu. Získání minimálně 25 bodů. Bodové hodnocení cvičení - maximálně 40 bodů, z toho: test T1 - max. 10 bodů, test T2 - max. 10 bodů, laboratorní úlohy - max. 20 bodů.

E-learning

Další požadavky na studenta

Další požadavky na studenta nejsou.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Základní pojmy z oblasti řízení elektrických pohonů. Rozdělení technických prostředků. Požadavky na technické prostředky elektrických regulačních pohonů. Základní elektronické obvody pro zpracování analogových signálů. Zesilovače. Logaritmické a exponenciální funkční měniče. Komparátory. Operační usměrňovače, členy absolutní hodnoty, funkční měniče. Návrh, obvodové řešení, statické a dynamické vlastnosti. Filtrace signálů, aktivní filtry s operačními zesilovači. Návrh, obvodové řešení, statické a dynamické vlastnosti. Spínací a přepínací elektronické obvody, funkční měniče, analogové multiplexery. Analogové paměti a jejich aplikace. Návrh, obvodové řešení, statické a dynamické vlastnosti. Analogové násobičky a jejich aplikace. Návrh, obvodové řešení, statické a dynamické vlastnosti. Generátory periodických signálů. Funkční generátory. Fázový závěs a jeho aplikace, převodníky frekvence - napětí. Návrh, obvodové řešení, statické a dynamické vlastnosti. Mikropočítačové řídicí systémy elektrických pohonů. Požadavky, základní konfigurace, čislicové zpracování vstupních a výstupních signálů. Analogově-číslicové a číslicově-analogové převodníky. Návrh, obvodové řešení, statické a dynamické vlastnosti. Zadávací členy. Základní požadavky. Aktivní a pasivní omezovače. Omezovač strmosti nárůstu žádané veličiny Řídicí členy. Základní požadavky. Návrh a realizace analogových řídicích členů. P, I, D, PI, PID regulátory. Návrh regulátorů, statické a dynamické vlastnosti.. Měřicí členy. Požadavky na měřicí členy. Snímače napětí a proudu, izolační zesilovače. Návrh, obvodové řešení, statické a dynamické vlastnosti. Snímače rychlosti. Obvody pro vyhodnocení rychlosti a polohy. Návrh, obvodové řešení, statické a dynamické vlastnosti. Snímače polohy. Obvody pro vyhodnocení rychlosti a polohy. Návrh, obvodové řešení, statické a dynamické vlastnosti. Cvičení: Opakování a návrh jednoduchých zapojení s operačními zesilovači. TEST č. 1, procvičování přednáškových témat 1 až 5. TEST č. 2, procvičování přednáškových témat 6 až 10. Konzultace, zápočet. Laboratoře: Laboratorní úloha č. 1 - Analogové řídicí členy regulačních obvodů. Laboratorní úloha č. 2 - Rozběhový člen, omezovače. Laboratorní úloha č. 3 - Aktivní filtry s operačními zesilovači. Laboratorní úloha č. 4 - Operační usměrňovače. Laboratorní úloha č. 5 - Analogové násobičky a jejich aplikace. Laboratorní úloha č. 6 - Generátory funkcí Laboratorní úloha č. 7 - Převodník napětí - frekvence, frekvence - napětí Laboratorní úloha č. 8 - Aplikace fázového závěsu Laboratorní úloha č. 9 - Čidla proudu a napětí. Laboratorní úloha č. 10 - Čidla polohy a rychlosti. Projekty: Protokoly z laboratorních cvičení (10 hodin): 1 - Analogové řídicí členy regulačních obvodů. 2 - Rozběhový člen, omezovače. 3 - Aktivní filtry s operačními zesilovači. 4 - Operační usměrňovače. 5 - Analogové násobičky a jejich aplikace. 6 - Generátory funkcí. 7 - Převodník napětí - frekvence, frekvence - napětí. 8 - Aplikace fázového závěsu. 9 - Čidla proudu a napětí. 10 - Čidla polohy a rychlosti.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2012/2013 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40 (40) 25
                Test č. 1 Písemka 10  5
                Test č. 2 Písemka 10  5
                Protokoly z laboratorních cvičení Semestrální projekt 20  10
        Zkouška Zkouška 60 (60) 20
                Písemná část zkoušky Písemná zkouška 40  15
                Ústní část zkoušky Ústní zkouška 20  5
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramOborSpec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku