430-2304/02 – Modelování a simulace elektronických systémů (MSES)

Garantující katedraKatedra elektronikyKredity4
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 fakultyUSPUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
PAV15 Ing. Tomáš Pavelek, 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

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

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 protokolů z počítačových simulací 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

Kombinovaná 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 rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2017/2018 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (B3943) Mechatronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (B3943) Mechatronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (B3943) Mechatronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku