Modelování a simulace I (FSI-RDO-A)

Akademický rok 2025/2026
Garant: doc. Ing. Robert Grepl, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚMTMB všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: angličtina
Cíle předmětu:

Studenti se seznámí s modelováním dynamických systémů (mechanických, elektromechanických a řízených) na počítači. V průběhu kurzu získají znalosti a dovednosti v následujících oblastech:

  • Lineární dynamické systémy a jejich analýza
  • Modelování v prostředí MATLAB/Simulink
  • Modelování řízených soustav
  • Praktická zkušenost s řízením reálné soustavy prostřednictvím I/O karty z prostředí MATLAB/Simulink

Tento kurz kombinuje teoretické poznatky s praktickým využitím v inženýrských aplikacích.
Výstupy studia a kompetence:
 
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
 
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:

Hodnocení předmětu se řídí standardní bodovou škálou 0–100 bodů. Součástí hodnocení je jeden test a semestrální projekt. Účast na cvičeních je povinná. Docházka a aktivita ve cvičeních jsou kontrolovány v souladu s kritérii hodnocení stanovenými pro cvičení.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 1 hod. povinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška

  1. Přímá a inverzní kinematika (fkine, ikine)

  2. Denavit-Hartenbergovy (DH) parametry

  3. Robotic Toolbox a robot UR5

  4. Praktický úkol na fkine/ikine

  5. Kvaterniony

  6. Kinematika a dynamika kolových vozidel

  7. Dynamika a kinetostatika mechanismů (opakování LR2)

  8. SimScape (opakování)

  9. SimScape Multibody

  10. Řešení n rovnic o m neznámých, metoda nejmenších čtverců (OLS)

  11. Identifikace systémů I.

  12. Identifikace systémů II.

  13. Feedforward řízení
    Laboratorní cvičení • Základy práce s I/O kartou MF624 v prostředí MATLAB/Simulink.
• Řízení DC motoru s enkodérem z prostředí Simulink pomocí I/O karty MF624. Návrh PID regulátoru pro řízení rychlosti a polohy.
• Zpracování zadaného projektu.
    Cvičení s počítačovou podporou

  1. Přímá a inverzní kinematika (fkine, ikine)

  2. Denavit-Hartenbergovy (DH) parametry

  3. Robotic Toolbox a robot UR5

  4. Praktický úkol na fkine/ikine

  5. Kvaterniony

  6. Kinematika a dynamika kolových vozidel

  7. Dynamika a kinetostatika mechanismů (opakování LR2)

  8. SimScape (opakování)

  9. SimScape Multibody

  10. Řešení n rovnic o m neznámých, metoda nejmenších čtverců (OLS)

  11. Identifikace systémů I.

  12. Identifikace systémů II.

  13. Feedforward řízení
Literatura - základní:
1. Valášek M. a kol.: Mechatronika, Vydavatelství ČVUT Praha, 1995
2. web Mathworks, http://www.mathworks.com/
3. Karban, P.: Výpočty a simulace v programech MATLAB a Simulink, cpress 2006
4. Pelánek, R.: Modelování a simulace komplexních systémů, MUNI, 2011
Literatura - doporučená:
1. Valášek M. a kol.: Mechatronika, Vydavatelství ČVUT Praha, 1995
2. web Mathworks, http://www.mathworks.com/
3. Grepl, R.: Modelování mechatronických systémů v Matlab/SimMechanics, BEN - technická literatura, ISBN 978-80-7300-226-8
4. Karban, P.: Výpočty a simulace v programech MATLAB a Simulink, cpress 2006
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B-STI-Z příjezd na krátkodobý studijní pobyt --- bez specializace -- zá,zk 6 Doporučený kurs 1 1 Z