Předmět Elektrické pohony a servomechanismy (KSA / EPS)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu KSA / EPS - Elektrické pohony a servomechanismy, Fakulta strojní, Technická univerzita v Liberci (TUL).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

PŘEDNÁŠKY:1. Přínosy a směry vývoje pružné automatizace. Ekonomická optimalizace výroby, energetická efektivnost.2. Tvrdá a pružná automatizace, dělení strojů dle stupně pružnosti, vztah k sériovosti výroby. PVS.3. Řídící systémy. Vývoj a historie, struktura a dělení ŘS, způsoby řízení pohonu - interpolace, kanálová struktura.4. CNC systémy. Principy stavby HW a SW. Základní souřadnicový systém stroje, definice vztažných bodů, funkce, korekce nástrojů, programování.5. Odměřovací systémy. Odměřování přímé a nepřímé, přírůstkové a absolutní. Zpracování signálu.6. Zpětnovazební prvky a čidla odměřovacích systémů. Princip a funkce fotoelektrických a induktivních snímačů.7. Regulační pohony elektrické a hydraulické. Provedení, funkce, výhody a nevýhody. Pohony posuvů a vřeten obráběcích strojů, jejich regulační vlastnosti.8. Elektrické pohony. Statické a dynamické charakteristiky. Servomechanismy s elektrickými motory.9. Speciální motory v servopohonech. Lineární motory, prstencové motory, krokové motory.10. Matematický model motoru. Blokové schéma regulace. Způsoby řízení polohy, otáček a momentu.11. Dynamický model polohového servopohonu s rotačním a lineárním motorem, principy a provedení regulace. Přenosové charakteristiky.12. Hlavní parametry mající zásadní vliv na přesnost řízení a kvalitu pohonu. Dynamická tuhost.13. Dynamické chyby interpolace. Principy jejich kompenzace. Dopředné signály.14. Zásady návrhu poloh. servopohonů. Optimální převod. Ztráta pohybu vlivem konečné tuhosti a pasivních odporů.15. Mechanické uspořádání jednotlivých částí stroje, jejich tuhost, předepnuté a nepředepnuté spojení.16. Zvyšování dosažitelného zrychlení pohonů posuvů. Pohon s kuličkovým šroubem, plovoucí uspořádání.17. Elektrohydraulické servomechanismy. Modelování hydraulického obvodu. Hydrogenerátory, akumulace, filtrace.18. Hydromotory rotační a lineární. Charakteristické přenosy, konstrukce, příklady.19. Servoventily. Přenosová funkce, průtoková rovnice, průtoková a tlaková charakteristika, krytí šoupátka.20. Tuhost a tlumení hydraulického válce a rotačního hydromotoru, dynamický model, vlastní frekvence.CVIČENÍ:1. Prohlídka laboratoří s představením strojů tvrdé a pružné automatizace. Videoprogram s ukázkami různých stupňů automatizace.2. Strojní konstanty. Příklad prvního uvedení ŘS do chodu. Základní regulační schémata nejpoužívanějších ŘS (např. Sinumerik, Heidenhain).3. CNC systémy. Souřadnicový systém stroje, základní funkce, korekce nástrojů, posunutí nulového bodu, absolutní a relativní programování.4. Návrh NC programu. Sestavení a odladění NC programu. Výroba naprogramované součásti.5. Modelování polohových servomechanismů v prostředí Matlab / Simulink. Způsob vytváření simulačních schémat prvků obvodu.6. Zásady regulace - proudová, rychlostní, polohová smyčka. Statické a dynamické charakteristiky. Seřizování regulátorů, dopředné vazby, řízení rychlosti.7. Pasivní odpory v posuvech servomechanismů. Způsoby identifikace a modelování pasivních odporů, metody kompenzace.8. Laboratorní měření elektrických servopohonů. Měření dynamických charakteristik servomechanismů, identifikace parametrů pohonu.9. Tuhost mechanických částí, předepnuté a nepředepnuté spojení. Výpočet celkové tuhosti a tlumení kinematické vazby motor - šroub - suport.10. Dimenzování pohonů. Parametry a vztahy používané při návrhu servopohonů.11. Návrh a dimenzování polohového servomechanismu obráběcího stroje - zadání úlohy, volba posuvového šroubu, převodu a motoru, kontrola dynamických stavů pohonu.12. Modelování hydraulických servomechanismů v prostředí SimScape. Matematické modely hydraulických prvků, simulace přechodových charakteristik.13. Návrh elektrohydraulického servomechanismu. Kritéria pro volbu hydromotoru. Výpočet a volba velikosti servoventilu.14. Zápočet

Získané způsobilosti

Student získá podrobný přehled funkcí a prvků elektrických a elektrohydraulických servomechanismů s důrazem na statické a dynamické charakteristiky rychlostních a polohových smyček polohových servopohonů (CNC obráběcích strojů).

Literatura

Souček, P.:. Elektrohydraulické servomechanismy, ČVUT Praha, 1992. Houša, J. a kol.:. Konstrukce číslicově řízených obráběcích strojů. SNTL Praha 1985. Skalla, J.:. Návrh a dimenzování polohových servomechanismů obráběcích strojů, [Habilitační práce]. TU Liberec, 1995. Souček P.:. Servomechanismy ve výrobních strojích, ČVUT Praha, 2004. Lacko, B. a kol.:. Automatizace a automatizační technika 1 (Systémové pojetí automatizace). Computer press, Praha 2000. ISBN 80-7226-246-7. Beneš, P. a kol.:. Automatizace a automatizační technika 3 (Prostředky automatizační techniky). Computer press, Praha 2000. ISBN 80-7226-248-3. Oplatek, F. a kol.:. Automatizace a automatizační technika 4 (Automatizované systémy). Computer press, Praha 2000. ISBN 80-7226-249-1. Pavelka, J., Čeřovský, Z., Javůrek, J. Elektrické pohony. ČVUT, Praha, 2001. Dušek, F.:. Matlab a Simulink úvod do používání. Univerzita Pardubice 2000, ISBN 80-7194-273-1. Krishnan, R. Electric Motor Drives:. Modeling, Analysis, and Control. Prentice Hall, 2001. ISBN 978-0130910141. Noskievič, J.:. Modelování a identifikace systémů. Vyd. 1. MONTANEX a.s., Ostrava 1999, ISBN 80-7225-030-2. Mendřický, R.:. Modelování a identifikace tření u vysoce přesných polohových servomechanismů. [Disertační práce]. Liberec 2006. - TU v Liberci. Fakulta strojní. Dorf, R.C.- Bishop, R.H.:. Modern Control Systems, Addison-Wesley, Menlo Park, California, USA, 1998 (8. vydání). Bulent H. Ertan and col. Modern Electrical Drives. Kluwer Academic Publishers, 2000. ISBN 978-0792363767. Javůrek, J. Regulace moderních elektrických pohonů. Grada, Praha, 2003. Karban, P.:. Výpočty a simulace v programech Matlab a Simulink. Computer Press, a.s. Brno 2006, ISBN 80-251-1301-9.

Požadavky

ZÁPOČET - účast na cvičeních, úspěšné vypracování zadaných úloh. ZKOUŠKA - písemná, příp. ústní.

Garant

prof. Ing. Jan Skalla, CSc.

Vyučující

Ing. Radomír Mendřický, Ph.D.Ing. Radomír Mendřický, Ph.D.