Detail předmětu
Elektrické servopohony
FSI-GES Ak. rok: 2021/2022 Letní semestr
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.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
5
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
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.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
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.
Zkouška je kombinovaná, má písemnou a ústní část.
Učební cíle
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.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Náplní předmětu jsou pouze přednášky. Zameškaná výuka se proto nenahrazuje.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-VSR-P: Výrobní stroje, systémy a roboty, magisterský navazující, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Regulátory, aplikace základů lineárních regulačních obvodů v elektrických servomechanizmech.
2. Metodika navrhování servopohonů, základní statické a dynamické vlastnosti a požadavky na servopohony pracovních strojů.
3. Typy servomechanizmů, rychlostní zpětná vazba, proudová zpětná vazba.
4. Jednoduchá polohová smyčka, polohový servomechanizmus s podřízenou proudovou a rychlostní smyčkou.
5. Dynamická poddajnost polohové smyčky, kritéria kvality pohonů.
6. Pravidla ladění regulátorů servopohonů.
7. Řízení pohonů se stejnosměrnými motory, EC motory a krokovými motory.
8. Řízení pohonů se synchronními a asynchronními motory.
9. Řízení polohy – interpolace, rozběhové křivky
10. Nelinearity, kompenzace parazitních vlastností servopohonů (tření, cogging apod.)
11. Pohony se synchronizovanými motory.
12. Vlastnosti řídících systémů servopohonů.
13. Pokročilé metody řízení (stavová regulátory apod.).
Cvičení s počítačovou podporou
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Možnosti popisu systému pomocí přenosových funkcí
2. Návrh a simulace PID regulátoru pro obecnou aplikaci
3. Návrh a simulace PID regulátoru pro obecnou aplikaci
4. Simulace komponentů elektrického servopohonu v Simulinku
5. Simulace komponentů elektrického servopohonu v Simulinku
6. Simulace komponentů elektrického servopohonu v Simulinku pomocí knihoven – elektromechanické soustavy.
7. Simulace regulace pohonu se stejnosměrným motorem.
8. Simulace regulace servopohonu se synchronním motorem.
9. Simulace pohonu s interpolací a rozběhovými křivkami.
10. Praktická ukázka regulace stejnosměrného pohonu.
11. Praktická ukázka regulace střídavého servopohonu
12. Simulace regulace servopohonu s asynchronním motorem
13. Zápočet