Elektrické servopohony (FSI-GES)

Akademický rok 2019/2020
Garant: Ing. Rostislav Huzlík, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚVSSR všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu Elektrické servopohony je seznámit studenty se současným stavem a možnostmi, které poskytuje technika elektrických pohonů pro aplikace ve výrobních strojích a zařízeních. Úkolem předmětu je dosažení základních znalostí na takové úrovni, aby studenti byli schopni aplikovat výše uvedená zařízení a jejich komponenty ve své profesi a orientovat se v široké tržní nabídce jednotlivých výrobců.
Výstupy studia a kompetence:
Předmět Elektrické servomechanizmy umožňuje studentům získat znalosti, které jsou nutné pro návrh a optimální nastavení pohonů výrobních strojů a zařízení podle technické dokumentace výrobce pohonů, řídících systémů a ostatních nezbytných komponent. Studenti rovněž získají praktické dovednosti, nutné pro obsluhu a diagnostiku jednoduchých poruch elektrických servomechanizmů.
Prerekvizity:
Základy dynamiky mechanizmů, základy teorie lineárních systémů řízení, základní charakteristiky snímačů polohy, rychlosti a proudu, matematické modely elektrických strojů.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět seznamuje studenty se základní problematikou elektrických servopohonů a jejich úloze v pohonech výrobních strojů a zařízení. Jedná se o definování základních požadavků na statické a dynamické vlastnosti servomechanizmů, výklad principů činnosti nejdůležitějších komponent elektrických servomechanizmů, vysvětlení metodiky návrhu nejužívanějších zpětnovazebních obvodů (polohová smyčka, rychlostní zpětná vazba, proudová zpětná vazba, polohový servomechanizmus s podřízenou proudovou a rychlostní smyčkou, dynamická poddajnost polohové smyčky, komunikace mezi číslicovým řídicím systémem a pohony stroje) a popis interakce se setrvačnou zátěží u servomechanizmů.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny.
Dle možností budou pro studenty organizovány přednášky odborníků z praxe a exkurze do firem zabývajících se činnostmi souvisejícími s obsahem předmětu.
Způsob a kritéria hodnocení:
Hodnocení předmětu se skládá ze zkoušky a zápočtu.
Zápočet je udělen za vypracování předloženého zadání na posledním cvičení.
Zkouška je kombinovaná, má písemnou a ústní část.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Náplní předmětu jsou pouze přednášky. Zameškaná výuka se proto nenahrazuje.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Metodika navrhování servopohonů.
2. Základní statické a dynamické vlastnosti a požadavky na servopohony pracovních strojů.
3. Regulátory, aplikace základů lineárních regulačních obvodů v elektrických servomechanizmech.
4. Typy servomechanizmů, jednoduchá polohová smyčka.
5. Rychlostní zpětná vazba, proudová zpětná vazba.
6. Polohový servomechanizmus s podřízenou proudovou a rychlostní smyčkou.
7. Dynamická poddajnost polohové smyčky, kritéria kvality pohonů.
8. Řízení pohonů se stejnosměrnými a EC motory.
9. Řízení pohonů s asynchronními motory.
10. Řízení pohonů se synchronními motory.
11. Řízení pohonů se speciálními stroji (krokové motory, lineární motory).
12. Pokročilé metody řízení (stavová regulátory apod.).
13. Pohony se synchronizovanými motory.
    Cvičení s počítačovou podporou 1. Možnosti simulace elektrického pohonu v Simulinku
2. Možnosti simulace elektrického pohonu v Simulinku – nastavení modelů
3. Možnosti popisu systému pomocí přenosových funkcí
4. Návrh a simulace PID regulátoru pro obecnou aplikaci
5. Návrh a simulace PID regulátoru pro obecnou aplikaci
6. Simulace komponentů elektrického pohonu v Simulinku
7. Simulace komponentů elektrického pohonu v Simulinku pomocí knihoven
8. Simulace regulace pohonu se stejnosměrným motorem
9. Praktická ukázka regulace stejnosměrného pohonu
10. Simulace regulace pohonu s asynchronním motorem
11. Simulace regulace pohonu se synchronním motorem
12. Praktická ukázka regulace střídavého pohonu
13. Zápočet
Literatura - základní:
1. Skalický, J.: Elekrické servopohony. Brno, VUT 1999
2. Souček, P.: Pohony výrobních zařízení . Servomechanizmy. Praha, ČVUT 1997
Literatura - doporučená:
1. VAS,P.: Electrical Macines and Drives. Oxford, Clarendon Press, 1992.
2. Leonhard, W.: Control of Electrical Drives. Berlin, Springer 1996
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2I-P prezenční studium M-VSR Výrobní stroje, systémy a roboty -- zá,zk 4 Povinně volitelný 2 2 L