Předmětem této práce je vytvořit knihovnu příkladů mechanických, elektrických a hydraulických systémů, u kterých jsou ukázány možnosti simulací s různými matematickými modely, při využití simulačních nástrojů MATLAB/Simulink s knihovnou Simscape. Teoretická část práce je věnována různým fyzikálním systémům, jejich analogii a teorii simulací. Následně je zde uvedena základní teorie vhodná pro popis systémů. Praktická část je věnována konkrétním příkladům odvozování jejich matematických modelů v podobě diferenciálních rovnic, přenosu a stavového popisu, kde u každého z těchto matematických modelů je vytvořena simulace, která je dostupná na přiloženém CD. V závěru každého příkladu jsou potom porovnány výsledky získané pomocí simulací s různými matematickými modely. Součástí této práce je také návod s tutoriály na použití knihovny Simscape.
Annotation in English
Main subject of this bachelor thesis is to create a library of mechanical systems, electrical systems and hydraulic systems examples, which shows possibilities of simulations with different mathematical models, using simulation instruments of MATLAB/Simulink with library Simscape. Theoretical part of this thesis is devoted to different physical systems their analogies and simulation theory. Furthermore, basic theory appropriate for description of systems is listed. Practical part is devoted to particular examples deducing their mathematical models in form of differential equations, transfer functions and state space models. For each, of these models is created simulation, which is available from enclosed CD. In conclusion of each example is comparison of results from simulations with different mathematical models.
Simulations, Systems, Mathematical model, Analogy between physical systems, Laplace transform, Linearization, Simscape, MATLAB/Simulink, State space model, Transfer function, Differential equations
Length of the covering note
104 s. (96 571 znaků)
Language
CZ
Annotation
Předmětem této práce je vytvořit knihovnu příkladů mechanických, elektrických a hydraulických systémů, u kterých jsou ukázány možnosti simulací s různými matematickými modely, při využití simulačních nástrojů MATLAB/Simulink s knihovnou Simscape. Teoretická část práce je věnována různým fyzikálním systémům, jejich analogii a teorii simulací. Následně je zde uvedena základní teorie vhodná pro popis systémů. Praktická část je věnována konkrétním příkladům odvozování jejich matematických modelů v podobě diferenciálních rovnic, přenosu a stavového popisu, kde u každého z těchto matematických modelů je vytvořena simulace, která je dostupná na přiloženém CD. V závěru každého příkladu jsou potom porovnány výsledky získané pomocí simulací s různými matematickými modely. Součástí této práce je také návod s tutoriály na použití knihovny Simscape.
Annotation in English
Main subject of this bachelor thesis is to create a library of mechanical systems, electrical systems and hydraulic systems examples, which shows possibilities of simulations with different mathematical models, using simulation instruments of MATLAB/Simulink with library Simscape. Theoretical part of this thesis is devoted to different physical systems their analogies and simulation theory. Furthermore, basic theory appropriate for description of systems is listed. Practical part is devoted to particular examples deducing their mathematical models in form of differential equations, transfer functions and state space models. For each, of these models is created simulation, which is available from enclosed CD. In conclusion of each example is comparison of results from simulations with different mathematical models.
Simulations, Systems, Mathematical model, Analogy between physical systems, Laplace transform, Linearization, Simscape, MATLAB/Simulink, State space model, Transfer function, Differential equations
Research Plan
Zpracujte literární rešerši týkající se možností sestavení matematických modelů. Dále se poté zaměřte na program Matlab/Simulink, zejména na nástroje, jež umožňují vytváření matematických modelů a ověření jejich chování.
Pro vybrané typy systémů sestavte, příp. převezměte již existující matematické modely.
V programu Matlab/Simulink realizujte matematické modely vybraných systémů. Realizujte odpovídající matematické modely také s využitím nástroje SimScape, jež je součástí programu Matlab/Simulink. Vyhodnoťte získané výsledky.
Navrhněte a zpracujte tutoriál k nástroji SimScape. Součástí tutoriálu budou, mimo jeho popisu, zejména ukázkové příklady vysvětlující možnosti daného nástroje a způsob jeho propojení s dalšími částmi programu Matlab/Simulink.
Research Plan
Zpracujte literární rešerši týkající se možností sestavení matematických modelů. Dále se poté zaměřte na program Matlab/Simulink, zejména na nástroje, jež umožňují vytváření matematických modelů a ověření jejich chování.
Pro vybrané typy systémů sestavte, příp. převezměte již existující matematické modely.
V programu Matlab/Simulink realizujte matematické modely vybraných systémů. Realizujte odpovídající matematické modely také s využitím nástroje SimScape, jež je součástí programu Matlab/Simulink. Vyhodnoťte získané výsledky.
Navrhněte a zpracujte tutoriál k nástroji SimScape. Součástí tutoriálu budou, mimo jeho popisu, zejména ukázkové příklady vysvětlující možnosti daného nástroje a způsob jeho propojení s dalšími částmi programu Matlab/Simulink.
Recommended resources
NOSKIEVIČ, Petr. Modelování a identifikace systémů. Ostrava: MONTANEX, 1999. ISBN 80-7225-030-2.
WOODS, Robert L. a Kent L. LAWRENCE. Modeling and simulation of dynamic systems. 4th ed. Upper Saddle River, N.J: Prentice-Hall, 1997, ix, 768 s. ISBN 01-333-7379-7.
MATUŠŮ, Radek a Petr DOSTÁL. Stavová a algebraická teorie řízení. Zlín: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Fakulta aplikované informatiky, 2010. ISBN 978-80-7318-991-4. Dostupné z: http://hdl.handle.net/10563/18580
OGATA, Katsuhiko. System Dynamics. 4th ed. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2004, ix, 768 s. ISBN 01-314-2462-9.
JURA Pavel. Signály a systémy. Elektronické skriptum, část II, Druhé opravené vyd., 2010.
ŠTECHA, Jan a Vladimír HAVLENA. Teorie dynamických systémů. Druhé vyd. Praha: Ediční středisko ČVUT, 2002. ISBN 80-01-01971-3.
THE MATHWORKS, Inc. Simulink: Simulation and Model-Based Design \matsymb{lbrack}online\matsymb{rbrack}. \matsymb{lbrack}cit. 2015-01-16\matsymb{rbrack}. Dostupné z: http://www.mathworks.com/products/simulink/
SKALICKÝ, Jiří. Teorie řízení I. První vyd. Brno: VUT FEKT, 2002. ISBN 80-214-2112-6.
Recommended resources
NOSKIEVIČ, Petr. Modelování a identifikace systémů. Ostrava: MONTANEX, 1999. ISBN 80-7225-030-2.
WOODS, Robert L. a Kent L. LAWRENCE. Modeling and simulation of dynamic systems. 4th ed. Upper Saddle River, N.J: Prentice-Hall, 1997, ix, 768 s. ISBN 01-333-7379-7.
MATUŠŮ, Radek a Petr DOSTÁL. Stavová a algebraická teorie řízení. Zlín: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Fakulta aplikované informatiky, 2010. ISBN 978-80-7318-991-4. Dostupné z: http://hdl.handle.net/10563/18580
OGATA, Katsuhiko. System Dynamics. 4th ed. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2004, ix, 768 s. ISBN 01-314-2462-9.
JURA Pavel. Signály a systémy. Elektronické skriptum, část II, Druhé opravené vyd., 2010.
ŠTECHA, Jan a Vladimír HAVLENA. Teorie dynamických systémů. Druhé vyd. Praha: Ediční středisko ČVUT, 2002. ISBN 80-01-01971-3.
THE MATHWORKS, Inc. Simulink: Simulation and Model-Based Design \matsymb{lbrack}online\matsymb{rbrack}. \matsymb{lbrack}cit. 2015-01-16\matsymb{rbrack}. Dostupné z: http://www.mathworks.com/products/simulink/
SKALICKÝ, Jiří. Teorie řízení I. První vyd. Brno: VUT FEKT, 2002. ISBN 80-214-2112-6.
