Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2010/2011

Simulace a modelování v mechatronice

Typ studia navazující magisterské
Jazyk výuky čeština
Kód 354-0518/01
Zkratka SIMEC
Název předmětu česky Simulace a modelování v mechatronice
Název předmětu anglicky Simulation and Modeling in Mechatronics
Kreditů 4
Garantující katedra Katedra robotiky
Garant předmětu prof. Dr. Ing. Vladimír Mostýn

Osnova předmětu

Předn.č. Téma
1. Metodika mechatronického přístupu ke konstruování strojů, subsystémy
strojů
a možnosti jejich modelování
Cvičení: Představení možností simulace mechatronických systémů pomocí
dostupného programového vybavení
2. Simulační systém MSC/Adams – modelování součástí, vytváření sestav, import
sestav z jiných CAD systémů (Pro/Engineer, Solidworks), metodika přenosu
hmotnostních parametrů skutečných mechanismů z prostředí Pro/Engineer do
simulačních systémů
Cvičení:Modelování součástí a sestav v prostředí MSC/Adams
3. Simulační systém MSC/Adams – vytváření pohybových vazeb, zavedení
počátečních podmínek analýzy mechanismu
Cvičení:Modelování pohybových vazeb v prostředí MSC/Adams
4. Simulační systém MSC/Adams – modelování pohonů, způsoby vytváření předpisu
pohybu, vytváření uživatelských funkcí (Function Builder), metodika
dimenzování
pohonů
Cvičení:Kontrolní úloha 1 – model průmyslového robotu v prostředí Adams.
5. Simulační systém MSC/Adams – vytváření silového zatížení mechanismu, typy
silového zatížení
Cvičení:Modelování silového zatížení v prostředí MSC/Adams
6. Simulační systém MSC/Adams – vytváření měrných veličin (Measures) pro
analýzy chování mechanismu
Cvičení:Analýza chování robotu se třemi stupni volnosti pomocí měrných veličin
v prostředí MSC/Adams
7. Simulační systém MSC/Adams – analýza výsledků simulace (Postprocessor),
grafy, animace, export výsledků
Cvičení:Zobrazení a analýza výsledků simulace chování průmyslového robotu se
třemi stupni volnosti v prostředí MSC/Adams, animace pohybu, export výsledků
8. Simulační systém MSC/Adams – vytváření řídicích bloků v prostředí Adams,
momentové řízení mechanismu v prostředí Adams
Cvičení:Vytváření řídicích bloků v prostředí MSC/Adams
9. Metodika vytváření matematického modelu mechanismu robotu (Mathcad),
syntéza algoritmu momentového řízení mechanismu
Cvičení:Kontrolní úloha 2 – momentové řízení rotační pohybové jednotky robotu.
10. Simulační systém MSC/Adams – rozšiřující modul Controls, metodika exportu
mechanického subsystému do prostředí simulačního systému Matlab/Simulink.
Cvičení:Vytvoření zapouzdřeného modelu mechanického subsystému robotu v
prostředí Adams
11. Simulační systém Matlab/Simulink – vytvoření řídicích bloků pro momentové
řízení mechanismu, metodika vytvoření modelu operační úrovně řízení,
generování
trajektorie koncového bodu akčního členu robotu, řešení inverzní úlohy
kinematiky v prostředí Matlab/Simulink, vytvoření modelu mechanismu jako
řízeného subsystému na základě Lagrangeových pohybových rovnic
Cvičení:Vytvoření modelu řídicího subsystému průmyslového robotu v prostředí
Matlab/Simulink
12. Simulační systém Matlab/Simulink – simulační modely elektrických pohonů,
nastavení parametrů podřízené regulační smyčky proudu, doplnění modelu bloky
stejnosměrných motorů s měniči a regulátory proudu
Cvičení:Vytvoření modelu stejnosměrného pohonu v prostředí Matlab/Simulink
13. Simulační systém Matlab/Simulink – import zapouzdřeného modelu
mechanického
subsystému (Adams) do prostředí simulačního systému Matlab/Simulink, nastavení
parametrů interakce mezi systémy Adams a Matlab, kosimulace (současná
simulace)
mechatronického systému, analýza interakcí mezi jednotlivými subsystémy
Cvičení:Simulace chování průmyslového robotu a vyšetřování interakce mezi
jednotlivými subsystémy v prostředí Matlab/Simulink
14. Možnosti optimalizace chování mechatronického systému jako celku, metody
virtuálního modelování prototypů
Cvičení:Vliv nastavení parametrů řídicího subsystému na chování celého systému
15. Zápočet

Seznam otázek
1. Metodika mechatronického přístupu ke konstruování strojů, subsystémy strojů
a možnosti jejich modelování
2. Simulační systém MSC/Adams – modelování součástí, vytváření sestav, import
sestav z jiných CAD systémů (Pro/Engineer, Solidworks), metodika přenosu
hmotnostních parametrů skutečných mechanismů z prostředí Pro/Engineer do
simulačních systémů
3. Simulační systém MSC/Adams – vytváření pohybových vazeb, zavedení
počátečních podmínek analýzy mechanismu
4. Simulační systém MSC/Adams – modelování pohonů, způsoby vytváření předpisu
pohybu, vytváření uživatelských funkcí (Function Builder), metodika
dimenzování
pohonů
5. Simulační systém MSC/Adams – vytváření silového zatížení mechanismu, typy
silového zatížení
6. Simulační systém MSC/Adams – vytváření měrných veličin (Measures) pro
analýzy chování mechanismu
7. Simulační systém MSC/Adams – analýza výsledků simulace (Postprocessor),
grafy, animace, export výsledků
8. Simulační systém MSC/Adams – vytváření řídicích bloků v prostředí Adams,
momentové řízení mechanismu v prostředí Adams
9. Metodika vytváření matematického modelu mechanismu robotu (Mathcad),
syntéza
algoritmu momentového řízení mechanismu
10. Simulační systém MSC/Adams – rozšiřující modul Controls, metodika exportu
mechanického subsystému do prostředí simulačního systému Matlab/Simulink.
11. Simulační systém Matlab/Simulink – vytvoření modelu mechanismu jako
řízeného subsystému na základě Lagrangeových pohybových rovnic
12. Simulační systém Matlab/Simulink – vytvoření řídicích bloků pro momentové
řízení mechanismu, metodika vytvoření modelu operační úrovně řízení,
generování
trajektorie koncového bodu akčního členu robotu, řešení inverzní úlohy
kinematiky v prostředí Matlab/Simulink
13. Simulační systém Matlab/Simulink – simulační modely elektrických pohonů,
nastavení parametrů podřízené regulační smyčky proudu
14. Simulační systém Matlab/Simulink – import zapouzdřeného modelu
mechanického
subsystému (Adams) do prostředí simulačního systému Matlab/Simulink, nastavení
parametrů interakce mezi systémy Adams a Matlab, kosimulace (současná
simulace)
mechatronického systému, analýza interakcí mezi jednotlivými subsystémy
15. Možnosti optimalizace chování mechatronického systému jako celku, metody
virtuálního modelování prototypů

Povinná literatura

[1] Mostýn, V. - Skařupa, J. Teorie průmyslových robotů. 1. vydání, Košice:
Edice vědecké a odborné literatury – Strojní fakulta TU v Košicích, 2001, 150
stran; ISBN 80-88922-35-6
[2] Mostýn, V. Modelování a analýza konstrukcí robotů II. 1.vyd. Ostrava:
skripta VŠB TUO, 2002. 111 stran; ISBN 80-248-0022-5
[3] Čermák, T. Elektrické regulační pohony. Ostrava: skripta VŠB TUO, 1986

Doporučená literatura

K tomuto předmětu nebyla specifikována doporučená literatura.