Předmět Modelování a simulace EZ (MS EZ)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu MS EZ - Modelování a simulace EZ, Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava (VŠB-TU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

1. Studenti budou umět identifikovat a modelovat chování mechatronických systémů. Cíl je schopnost samostatně sestavitmodel mechatronického systému v prostředí Matlab Simulink a interpetovat výsledky numerických simulací.2. Dále zvládnou sestavit modely elektrických sítí s různými zátěžemi a modelovat stavy těchto elektrických sítív produktu ATP včetně vizualizace modelovaných stavů a jejich vyhodnocení.

Osnova

Přednášky:Přednášky a cvičení – plán 1. Úvod do předmětu, matematické modely EZ (Simulační programy, pojmy jako preprocesor, postprocesor, numerické simulace a problémy při numerických simulacích– problémy konvergencí, časový krok, druhy simulací AC obvodů, získání vstupních simulačních údajů, matematickémodely prvků, spotřebičů a strojů). – 90 min.Cvičení – instalace programu EMTP-ATP, konfigurace prostředí, licence GNU - 90 min, nastavení pracovního prostředípro spouštění simulací.2. Grafický preprocesor ATPDraw, program PCPlot, (Seznámení s ovládáním, popis vlastností a parametrů prvků v ATPDraw, práce se soubory nápovědy, tvorba jednoduchýchschémat)Cvičení – obvod s usměrňovačem – sestavení modelu dvoupulzního můstkového usměrňovače podle sylabu. Odladění chybschématu, nastavení a spuštění simulace.3. Modelování polovodičových prvků a obvodů (Princip funkce řízených a neřízených usměrňovačů, vznik a velikost harmonických na vstupu/ výstupu usměrňovačů,harmonická analýza vstupních a výstupních veličin, možnosti eliminace zkreslení výstupního napětí)Cvičení – obvod s usměrňovačem – sestavení modelu šestipulzního můstkového usměrňovače a volba vhodné vstupní tlumivkypro zadané zkreslení napětí v místě připojení.4. Analýza elektrických obvodů programem EMTP-ATP (Teorie nutná pro modelování zkratů v sítích nn. Metodiky výpočtu, získávání vstupních údajů z norem)Cvičení – vyhledání vstupních údajů nutných pro simulace elektrických sítí nn/vn. Jednoduché výpočty. Program Sichr7.0. 5. Sestavování programových schémat el. sítí a spotřebičů (modely BCTran – transformátor, LCC – Line Cable Constant – modelování vedení)Cvičení – simulace zkratů v sítích nn. 6. Ověřování kvalitativních ukazatelů elektrické energie v důsledku připojení nelineárních spotřebičů –tak zkresleníusměrňovače, řízený usměrňovač, řízený pulzní měničCvičení – modely řízeného usměrňovače, pulzního měniče, komutace.7. Ověřování přechodných dějů na elektromechanických systémech. Shrnutí a prohloubení znalostí dynamických systémů.Používané typy regulátorů a jejich vlastnosti (používané typy členů a regulátorů v elektromechanických systémech – regulátory P, PI, PID, členy dopravní zpoždění,aperiodický člen 1. a 2. řádu, náhrada kmitavého členu dvojitým aperiodickým členem, bloková algebra přenosů, teorieregulace).Cvičení – v programovém produktu Matlab – zadání přenosové funkce, amplitudová a fázová charakteristika, výpočetpřenosu otevřené a uzavřené regulační smyčky.8. Základní zjednodušené matematické modely elektrických strojů – model DC motoru s cizím buzením a sériového DCmotoruCvičení – v programovém produktu Matlab – zadání přenosové funkce, amplitudová a fázová charakteristika, výpočetpřenosu otevřené a uzavřené regulační smyčky motoru. 9. Simulace regulační struktury DC motoru s řízením v obvodu buzení Cvičení – sestavení modelu sériového DC motoru, sestavení modelu motoru s regulací shuntování obvodu buzení a kotvy10. Sestavení modelu DC motoru napájeného z řízeného usměrňovače – model DC motoru a řízeného usměrňovače, modelDC motoru a pulzního měniče – teorie fungování DC motoru a řízeného usměrňovače a DC motoru a pulzního měničeCvičení – sestavení a ověření výše uvedených modelů, simulace chování a řízení pomocí ramp rychlosti (řízený, neregulovanýpohon)11. Základní zjednodušené modely členů regulačních struktur a akčních členů – podřazená regulační smyčka proudu.– Teorie fungování smyčky proudu, určení přenosu a zesílení PI regulátoruCvičení – sestavení podřazené regulační smyčky proudu, určení konstant regulátoru pomocí programu Matlab, příméřízení momentu DC stroje. Výpočetní/experimentální nastavení regulátoru.12. Simulace regulační struktury DC motoru s řízením v obvodu kotvy – nadřazená rychlostní smyčka. Teorie fungovánísmyčky rychlosti, určení přenosu a zesílení PI regulátoruCvičení – sestavení regulační smyčky rychlosti, určení konstant regulátoru pomocí programu Matlab, přímé řízeníotářek DC stroje pomocí regulace kotevního napětí.13. Simulace regulační struktury AC motoru Cvičení – ukázka regulační struktury AC motoru s regulací buzení14. Shrnutí látky, konzultace, rezervní týdenCvičení – zápočtový test, obhajoba projektuProjekty1. Individuální zadání simulace ověřování zpětných vlivů polovodičových měničů na napájecí síť2. Individuální zadání pro simulace elektromechanického systémuPro denní formu – zpracování referátu na zadané téma.

Literatura

1. Pivoňka P., Valouch V.:Inženýrské systémy v pohonech, Skriptum ČVUT Praha,2001 2. Manuály vybraných programových produktů (ATP,MATLAB,CANECO,SICHR apod)

Požadavky

Žádné

Garant

Ing. Karel Chrobáček, Ph.D.

Vyučující

Ing. Karel Chrobáček, Ph.D.doc. Ing. Lubomír Ivánek, CSc.