430-2304/04 – Modelování a simulace elektronických systémů (MSES)
| Garantující katedra | Katedra aplikované elektroniky | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | Ing. Tomáš Pavelek, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Tomáš Pavelek, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
| Ročník | 3 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2015/2016 | Rok zrušení | 2020/2021 |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | bakalářské |
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:
Doporučená literatura:
Další studijní materiály
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 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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky