430-2304/01 – Modelování a simulace elektronických systémů (MSES)

Garantující katedraKatedra elektronikyKredity6
Garant předmětuIng. Tomáš Pavelek, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Tomáš Pavelek, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník3Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
PAV15 Ing. Tomáš Pavelek, Ph.D.
STE37 Ing. Libor Štěpanec, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 2+15

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Po absolvování předmětu student získá znalosti umožňující dobrou orientaci v principech modelování a simulace elektrických a elektronických systémů, schopnost samostatné analýzy a syntézy jednotlivých simulačních bloků. Získané poznatky tvoří součást všeobecných znalostí elektroinženýra.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Projekt

Anotace

Předmět se zaměřuje na modelování a simulaci provozních stavů elektrických a elektronických systémů na osobním počítači. Jedná se zejména o systémy sestávající z řídicích obvodů, polovodičových měničů a elektromotorů. Pro simulaci přechodných dějů jsou využívány softwarové produkty OrCAD a MATLAB/SIMULINK. Náplň předmětu se opírá se o poznatky z elektroniky, výkonové elektroniky a mechatronických systémů.

Povinná literatura:

Pavelek, T.: Modelování a simulace elektronických systémů - část 1. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2006. Neborák, I.: Modelování a simulace elektronických systémů - část 2. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2006. Fitzpatrick, Dennis: Analog Design and Simulation using OrCAD Capture and PSpice 1st Edition. Newnes 2011, ISBN 9780080970950. GÖNEN, Turan: Electrical machines with MATLAB. 2nd ed. Boca Raton: CRC Press, 2012. ISBN 978-1-4398-7799-9. Mohan Ned: Power Electronics: Computer Simulation, Analysis and Education Using PSpice. Minnesota Power Electronics Research & Education, 1999, Minneapolis, USA.

Doporučená literatura:

Neborák, I.: Modelování a simulace elektrických regulovaných pohonů. Monografie, VŠB-TU Ostrava 2002, 172 stran, ISBN 80-248-0083-7. Bauer Pavol, Van Duijsen Peter: Modeling and Simulation for Power Electronics and Electrical Drives. Technical University of Košice 2001. ISBN 80-968550-7-7. Záhlava Vít: OrCAD 10. Grada Publishing, 2004, Praha Domovské stránky produktu OrCAD www.orcad.com Domovské stránky produktu MATLAB/SIMULINK www.mathworks.com

Způsob průběžné kontroly znalostí během semestru

Průběžná kontrola studia: Kontrolní testy TEST č.1, TEST č.2 (viz. cvičení) Podmínky udělení zápočtu: Odevzdání zpracovaných semestrálních projektů Absolvování všech kontrolních testů v řádném termínu (bude sdělen minimálně týden předem). V případě absolvování testu v jiném než řádném termínu bude tento hodnocen pouze 80% dosažených bodů. Každý test je možné 1x opakovat, při jeho opakování bude hodnocen pouze 80% dosažených bodů a bude započítán výsledek opakovaného testu! Získání minimálně 20 bodů ze cvičení ze 40 možných. Bodové hodnocení cvičení - maximálně 40 bodů, z toho: T1 = max. 10 bodů T2 = max. 10 bodů Semestrální projekty = 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: Seznámení s programem OrCAD, základní vlastnosti, typy analýz, modely, bloky, knihovny, součástky Způsoby simulace základních zapojení analogových obvodů (zapojení s pasivními členy, základní zapojení s tranzistory a operačními zesilovači) v programu OrCAD Návrh, simulace a vlastnosti filtrů (horní a dolní propust, pásmová propust a zádrž) v programu OrCAD Simulace číslicových obvodů (základní obvody kombinační a sekvenční logiky) v programu OrCAD Modelování a simulace obvodů výkonové elektroniky (řízené a neřízené usměrňovače) v programu OrCAD Modelování a simulace obvodů výkonové elektroniky (základní zapojení střídačů, PWM) v programu OrCAD Způsoby simulací složitých zapojení (rozdělení schémat, vytváření bloků) v programu OrCAD Seznámení s programem MATLAB/SIMULINK, základní vlastnosti, toolboxy, modely, bloky, knihovny Způsoby modelování a simulace řízeného a neřízeného, nereverzačního a reverzačního usměrňovače v programu MATLAB/SIMULINK. Modelování a simulace pulzního usměrňovače Způsoby modelování a simulace pulzního měniče v programu MATLAB/SIMULINK. Jednokvadrantové, dvoukvadrantové, čtyřkvadrantové zapojení. Unipolární, bipolární řízení Způsoby modelování a simulace frekvenčních měničů s napěťovým střídačem bez a s pulsně šířkovou modulací v programu MATLAB/SIMULINK Způsoby modelování a simulace akčních členů mechatronických systémů - elektrických motorů v programu MATLAB/SIMULINK Způsoby modelování a simulace spojitých i číslicových regulátorů (P, PI, PID, PS, PSD regulátory) v programu MATLAB/SIMULINK Způsoby modelování a simulace čidel v programu MATLAB/SIMULINK. Čidla proudu, napětí, otáček, úhlu natočení (tachodynamo, inkrementální čidlo ...) Projekty: Zpracování dvou semestrálních projektů: - Modelování a simulace zadaného zařízení (individuální zadání) v programu OrCAD (10 hodin) - Modelování a simulace zadaného zařízení (individuální zadání) v programu MATLAB/SIMULINK (10 hodin) Počítačové laboratoře: Vytváření projektů, zadávání schémat, knihovny součástek v programu OrCAD Simulace základních elektronických obvodů (zesilovače, usměrňovače, omezovače) v programu OrCAD Návrh a simulace filtrů (horní a dolní propust, pásmová propust a zádrž) v programu OrCAD Návrh a simulace obvodů kombinační a sekvenční logiky v programu OrCAD Simulace činnosti řízených a neřízených usměrňovačů v programu OrCAD Simulace činnosti jedno a trojfázového střídače v programu OrCAD Simulace složitých zapojení (postup při vytváření bloků) v programu OrCAD. Simulace polovodičových měničů stejnosměrného napětí (neřízených a řízených usměrňovačů, pulzních měničů) v programu MATLAB/SIMULINK. Simulace neřízených a řízených usměrňovačů, pulzních měničů ve spojení se stejnosměrným motorem v programu MATLAB/SIMULINK. Simulace polovodičových měničů střídavého napětí - nepřímého měniče kmitočtu s napěťovým střídačem - v programu MATLAB/SIMULINK Simulace nepřímého měniče kmitočtu s napěťovým střídačem ve spojení s asynchronním motorem v programu MATLAB/SIMULINK Simulace regulátorů a čidel v programu MATLAB/SIMULINK (P, PI, PS, PID, PSD regulátory, inkrementální čidlo) Simulace jednodušších regulačních struktur v programu MATLAB/SIMULINK Simulace složitějších regulačních struktur v programu MATLAB/SIMULINK.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2011/2012 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) 20
                Test 1 Písemka 10  5
                Test 2 Písemka 10  5
                Projekt 1 Projekt 10  5
                Projekt 2 Projekt 10  5
        Zkouška Zkouška 60 (60) 20
                Písemná zkouška Písemná zkouška 30  10
                Ústní zkouška Ústní zkouška 30  10
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 3 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku