430-4106/01 – Mikropočítačové řídicí systémy II (MŘS2)
| Garantující katedra | Katedra aplikované elektroniky | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Martin Kuchař, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Martin Kuchař, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2010/2011 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Po absolvování předmětu student umí definovat základní požadavky na mikropočítačové řídicí systémy v aplikacích průmyslové elektroniky, např. v řízení elektrických regulovaných pohonů. Umí vysvětlit funkci jednotlivých částí mikropočítačových řídicích systémů a aplikovat získané poznatky při praktickém návrhu mikropočítačového řídicího systému. Získané poznatky tvoří součást znalostí elektroinženýra zejména, je-li zaměřen na aplikace průmyslové elektroniky.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Projekt
Anotace
Předmět rozvíjí základní poznatky z mikroprocesorové techniky. Zaměřuje se na lepší poznání moderních mikropočítačových řídicích systémů. Zabývá se problematikou návrhu jednotlivých částí mikropočítačového řídicího systému pro aplikace v průmyslové elektronice. Vlastnosti moderního řídicího systému jsou prezentovány při řízení elektrického regulovaného pohonu s asynchronním motorem.
Povinná literatura:
Brandštetter, P.: Mikropočítačové řídicí systémy II. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2010.
Künzel, K. - Žáček, J.: Mikroprocesorová technika. ČVUT Praha, 1996.
Brandštetter, P.: Elektrické regulované pohony III. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2010.
Fedor, P. - Perduková, D.: Programovatelné automaty v elektrických pohonov. Monografie. TU Košice, 2001.
Brey B.B.: The Intel microprocessors: architecture, programming and interfacing. Prentice Hall,London, 1994.
Steckhahn, A.D. - Otter, J.D.: Industrial applications for microprocessors. Reston Publishing Company, 1982.
Microprocessors and microsystems. Oxford Elsevier, ISSN 01141-9331.
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Průběžná kontrola studia:
Kontrolní testy č.1 a 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, 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:
Požadavky na MŘS, blokové schéma jednoprocesorového a víceprocesorového systému, popis základních bloků.
Snímače veličin – snímače proudu, napětí, otáček, polohy.
Úprava vstupního analogového signálu – zesilovače, omezovače, analogové paměti, analogové multiplexory. Hardwarové řešení řídicího mikropočítače s různými typy procesorů, příklady řešení.
Číslicové zpracování vstupních signálů. A/D převodníky, D/A převodníky. Konkrétní řešení A/D, D/A převodníků – blokové schéma, obvodové schéma.
Normy pro zobracení čísel – zlomkový doplňkový kód.
Číslicové zpracování impulsních signálů z inkrementálního snímače polohy. Řešení bloku vyhodnocení polohy a rychlosti otáčení motoru – rozlišení směru otáčení, násobení impulsů, návrh čítače impulsů. Blokové a obvodové řešení. Zpracování výstupních impulsních signálů.
Vývojové prostředky pro tvorbu aplikačního software. Vývoj software s ohledem na úroveň integrity bezpečnosti. Sestavení programových modulů, vzájemné vazby. Rozdělení strojového času.
Realizace programových bloků střídavého regulačního pohonu s asynchronním motorem a vektorovým řízením. Princip vektorového řízení AM. Návrh regulační struktury rychlosti AM.
Softwarové realizace bloků regulační struktury rychlosti AM. Čtení dat z A/D převodníku. Regulátory P, I, PI. Regulace proudu. Regulace otáček. Blok výpočtu orientujících veličin. Šířkově – pulsní modulace komparační a vektorová.
Digitální signálové procesory. Struktura, vlastnosti, aplikace.
Programovatelné automaty. Struktura, programování. Základní aplikace v průmyslové elektronice.
Laboratorní cvičení:
Shrnutí problematiky systému pro řízení s jednočipovými mikropočítači.
Úpravy a zpracování vstupních digitálních signálů pomocí MŘS.
Práce s analogovými signály a jejich zpracování v MŘS. Generování a analýza střídavých a stejnosměrných signálů.
Test č.1 - Hardware pro MŘS.
Programové bloky pro regulované pohony, zpracování vícefázových signálů.
Základní typy digitálních regulátorů, měření přechodové charakteristiky.
Ověření diskrétní regulace na jednoduché regulační struktuře. Odezva na jednotkový skok.
Test č.2 - Aplikační software pro MŘS.
Vývojový software zajištěn v anglické verzi.
Projekty:
Semestrální projekt – návrh hardware a aplikačního software mikropočítačového řídicího systému (14 hodin). Protokoly z laboratorních úloh (14 hodin).
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky