Academic year 2020/2021 |
Supervisor: | doc. Ing. Robert Grepl, Ph.D. | |||
Supervising institute: | ÚMTMB | |||
Teaching language: | Czech or English | |||
Aims of the course unit: | ||||
Předmět je určen pro studenty se zájmem o mechatroniku. Cílem je získání praktické zkušenosti s problematikou modelování dynamických systémů, identifikace parametrů z naměřených dat a moderních přístupů k návrhu a testování řídicích systémů. Důraz je kladen na porozumění numerickým metodám implementovaným v simulačních nástrojích (MATLAB, Simulink, SimScape, SimMechanics) a následnou práci v laboratoři s reálnými výukovými modely řízenými pomocí vstupně-výstupní karty MF624. Klíčovou částí studia je realizace projektu, jehož zadání bude přizpůsobeno výchozím znalostem, tématu disertační práce a jiným odborným zájmům studenta. |
||||
Learning outcomes and competences: | ||||
Studenti získají praktickou zkušenost s modelováním dynamických systémů v prostředí MATLAB, s měřením dat a řízením reálných výukových modelů v laboratoři. Podle zaměření individuálního projektu se dále do hloubky seznámí s konkrétními tématy v oblasti numerických metod, modelování, identifikace, filtrace a řízení. | ||||
Prerequisites: | ||||
Schopnost programovat v prostředí MATLAB a/nebo ochota se to naučit. Základní znalosti z matematiky, numerické matematiky, předmětů mechaniky a ochota si potřebné vědomosti zopakovat. | ||||
Course contents: | ||||
Předmět je určen pro studenty se zájmem o mechatroniku. Cílem je získání praktické zkušenosti s problematikou modelování dynamických systémů, identifikace parametrů z naměřených dat a moderních přístupů k návrhu a testování řídicích systémů. Důraz je kladen na porozumění numerickým metodám implementovaným v simulačních nástrojích (MATLAB, Simulink, SimScape, SimMechanics) a následnou práci v laboratoři s reálnými výukovými modely řízenými pomocí vstupně-výstupní karty MF624. Klíčovou částí studia je realizace projektu, jehož zadání bude přizpůsobeno výchozím znalostem, tématu disertační práce a jiným odborným zájmům studenta. |
||||
Teaching methods and criteria: | ||||
Nejdůležitější částí výuky je samostudium doporučených materiálů. Na vybraná témata budou realizovány přednášky a workshopy v počítačové učebně. | ||||
Assesment methods and criteria linked to learning outcomes: | ||||
Klíčovou částí hodnocení je projekt, jehož zadání bude přizpůsobeno výchozím znalostem, tématu disertační práce a jiným odborným zájmům studenta. Student vypracuje zprávu. | ||||
Controlled participation in lessons: | ||||
Nejdůležitější částí výuky je samostudium doporučených materiálů. Na vybraná témata budou realizovány přednášky a workshopy v počítačové učebně. | ||||
Type of course unit: | ||||
Lecture | 10 × 2 hrs. | optionally | ||
Course curriculum: | ||||
Lecture | - Úvod do práce v prostředí MATLAB a Simulink. - Zopakování numerických metod pro řešení soustav lineárních a nelineárních rovnic. - Řešení obyčejné diferenciální rovnice (ODE) v MATLABu. Numerické metody integrace ODE. Řešiče ODE v MATLABu/Simulinku. - Modelování spojitých a diskrétních systémů. Diskretizace. Lineární simulace v prostředí MATLAB. - Identifikace dynamických systémů. - Stavové řízení, stavový pozorovatel. - Filtrace dat, Kalmanův filtr. - Rychlé prototypování řídicích systémů. - Vybrané metody nelineárního řízení (přímovazební řízení, kompenzace tření, zpětnovazební linearizace, SMC (klouzavé řízení)). - Úvod do real-time simulací v mechatronice. Rychlé prototypování řídicích systémů, Hardware-In-the-Loop simulace. - Automatické generování kódu ze Simulinku. Aplikace pro simulátory i embedded zařízení. - HW a SW nástroje pro real-time simulace. Simulátory dSPACE. Platforma PXI. - Práce v laboratoři s multifunkční kartou MF624. |
|||
Literature - fundamental: | ||||
1. Valášek M. a kol.: Mechatronika, Vydavatelství ČVUT Praha, 1995 | ||||
2. Dynamic Simulation of Electric Machinery Using Matlab Simulink, Prentice Hall, 1998 | ||||
3. NELLES, O. Nonlinear System Identification: From Classical Approaches to Neural Networks and Fuzzy Models. Springer, 2000-12-12. 814 p. ISBN: 9783540673699. | ||||
3. Karban, P.: Výpočty a simulace v programech MATLAB a Simulink, cpress 2006 | ||||
5. BOLTON, W. Mechatronics: Electronic Control Systems in Mechanical Engineering. Pearson Education, 1999. 372 p. ISBN: 9780582357051. | ||||
Literature - recommended: | ||||
1. Valášek M. a kol.: Mechatronika, Vydavatelství ČVUT Praha, 1995 | ||||
1. NELLES, O. Nonlinear System Identification: From Classical Approaches to Neural Networks and Fuzzy Models. Springer, 2000-12-12. 814 p. ISBN: 9783540673699. | ||||
2. Pelánek, R.: Modelování a simulace komplexních systémů, MUNI, 2011 | ||||
5. BOLTON, W. Mechatronics: Electronic Control Systems in Mechanical Engineering. Pearson Education, 1999. 372 p. ISBN: 9780582357051. |
The study programmes with the given course: | |||||||||
Programme | Study form | Branch | Spec. | Final classification | Course-unit credits | Obligation | Level | Year | Semester |
D-IME-P | full-time study | --- no specialisation | -- | DrEx | 0 | Recommended course | 3 | 1 | W |
D4P-P | full-time study | D-APM Applied Mathematics | -- | DrEx | 0 | Recommended course | 3 | 1 | W |
D-APM-K | combined study | --- | -- | DrEx | 0 | Recommended course | 3 | 1 | W |
Faculty of Mechanical Engineering
Brno University of Technology
Technická 2896/2
616 69 Brno
Czech Republic
+420 541 14n nnn
+420 726 81n nnn – GSM Telef. O2
+420 604 07n nnn – GSM T-mobile
Operator: nnnn = 1111