|
Vyučující
|
|
|
|
Obsah předmětu
|
1. Obecné principy popisu dynamiky mechatronických soustav. Lagrangeovy rovnice II. druhu. Princip a souvislost s popisem kinematiky mechanických tuhých těles vázaných kin. dvojicemi. 2. Algoritmizace tvorby pohybových rovnic pro sériové uspořádání mechanických řetězců. Využití homogenních kinematických transformací. 3. Analýza obecného tvaru pohybových rovnic. Popis a vysvětlení jednotlivých částí. Příklady reálných systémů 4. Popis dynamického systému ve fázové rovině- fázový portrét. Případová studie po částech lineárního systému. 5. Tvrdé nelinearity mechanických řetězců s řízením pohybu. Popisující funkce, vysvětlení, použití na analýzu limitních cyklů. 6. Základy Ljapunovovy teorie. Ljapunovova funkce a její interpretace a použití při návrhu zákona řízení. 7. Principy generování žádaných pohybu kinematických řetězců. Polynomiální a další aproximace žádaného pohybu 8. Analýza řízení pohybu pomocí autonomního řízení jednotlivých kinematických dvojic-kloubů. Kaskádní řízení. Případová studie. 9. Základy návrhu nelineárního řízení. Úvod. 10. Linearizace zpětné vazby. Princip. Linearizace zpětné vazby a kanonická forma systému 11. Linearizace vstup- stav, Linearizace vstup-výstup. Případová studie. 12. Klouzavé řízení (sliding mod control). 13. Případová studie: Návrh řízení s linearizací zpětné vazby-SCARA 14. Případová studie: Řízení MI fyzikálního systému. Řízení polohy. Řízení pohybu podél trajektorie
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Přednášení, Aktivizující (simulace, hry, dramatizace), Cvičení na počítači, Individuální práce studentů
- Účast na výuce
- 56 hodin za semestr
- Účast na výuce
- 25 hodin za semestr
- Příprava na zápočet
- 8 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku
- 24 hodin za semestr
- Semestrální práce
- 32 hodin za semestr
- Domácí příprava na výuku
- 42 hodin za semestr
- Domácí příprava na výuku
- 73 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Předpokládaná je znalost základů automatického řízení, mechaniky a lineárních obyčejných diferenciálních rovnic 1. a 2. řádu i jejich soustav. |
| Předpokládaná je znalost základů automatického řízení, mechaniky a lineárních obyčejných diferenciálních rovnic 1. a 2. řádu i jejich soustav. |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Student dovede simulačně sestavit a odladit regulační obvod, dovede řešit lineární diferenciální rovnice a jejich soustavy. |
| Student dovede simulačně sestavit a odladit regulační obvod, dovede řešit lineární diferenciální rovnice a jejich soustavy. |
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| vysvětlit rozdíl mezi kinematickým a dynamickým popisem mechatronického systému |
| vysvětlit rozdíl mezi kinematickým a dynamickým popisem mechatronického systému |
| vysvětlit rozdíl mezi dopřednou a zpětnou kinematickou a dynamickou úlohou. |
| vysvětlit rozdíl mezi dopřednou a zpětnou kinematickou a dynamickou úlohou. |
| popsat principiální rozdíly mezi lineárními a nelineárními systémy |
| popsat principiální rozdíly mezi lineárními a nelineárními systémy |
| popsat chování systému na základě jeho trajektorie ve stavové rovině |
| popsat chování systému na základě jeho trajektorie ve stavové rovině |
| popsat typy singularit, které se vyskytují v dynamických popisech regulovaných systémů |
| popsat typy singularit, které se vyskytují v dynamických popisech regulovaných systémů |
| Odborné dovednosti |
|---|
| sestavit dynamický popis jednoduchých mechanických systémů pomocí diferenciálních rovnic |
| sestavit dynamický popis jednoduchých mechanických systémů pomocí diferenciálních rovnic |
| vytvořit dynamický popis mechanických systémů pomocí algebraických rovnic |
| vytvořit dynamický popis mechanických systémů pomocí algebraických rovnic |
| převést popis systému tvořený diferenciálními rovnicemi do grafické podoby ve stavové rovině |
| převést popis systému tvořený diferenciálními rovnicemi do grafické podoby ve stavové rovině |
| navrhnout časově optimální řízení pro jednoduché mechatronické systémy |
| navrhnout časově optimální řízení pro jednoduché mechatronické systémy |
| navrhnout časový průběh žádané hodnoty na základě zadaných omezení na její časový průběh a případně časový průběh jejich derivací |
| navrhnout časový průběh žádané hodnoty na základě zadaných omezení na její časový průběh a případně časový průběh jejich derivací |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Přednášení |
| Přednášení |
| Aktivizující (simulace, hry, dramatizace) |
| Aktivizující (simulace, hry, dramatizace) |
| Cvičení na počítači |
| Cvičení na počítači |
| Individuální práce studentů |
| Individuální práce studentů |
| Hodnotící metody |
|---|
| Analýza seminární práce |
| Analýza seminární práce |
| Ústní zkouška |
| Ústní zkouška |
|
Doporučená literatura
|
-
SLOTINE, J.-J., LI, W. Applied Nonlinear Control. Prentice Hall, 1991. ISBN 0-13-040890-5.
|