Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2020/2021

Modelování a simulace elektronických systémů

Typ studia bakalářské
Jazyk výuky angličtina
Kód 430-2304/04
Zkratka MSES
Název předmětu česky Modelování a simulace elektronických systémů
Název předmětu anglicky Modelling and Simulation of Electronic Systems
Kreditů 6
Garantující katedra Katedra aplikované elektroniky
Garant předmětu Ing. Tomáš Pavelek, Ph.D.

Osnova předmětu

Přednášky:
Seznámení s programem OrCAD, základní vlastnosti, typy analýz, modely, bloky, knihovny, součástky
Způsoby simulace základních zapojení analogových obvodů (zapojení s pasivními členy, základní zapojení s tranzistory a operačními zesilovači) v programu OrCAD
Návrh, simulace a vlastnosti filtrů (horní a dolní propust, pásmová propust a zádrž) v programu OrCAD
Simulace číslicových obvodů (základní obvody kombinační a sekvenční logiky) v programu OrCAD
Modelování a simulace obvodů výkonové elektroniky (řízené a neřízené usměrňovače) v programu OrCAD
Modelování a simulace obvodů výkonové elektroniky (základní zapojení střídačů, PWM) v programu OrCAD
Způsoby simulací složitých zapojení (rozdělení schémat, vytváření bloků) v programu OrCAD
Seznámení s programem MATLAB/SIMULINK, základní vlastnosti, toolboxy, modely, bloky, knihovny
Způsoby modelování a simulace řízeného a neřízeného, nereverzačního a reverzačního usměrňovače v programu MATLAB/SIMULINK. Modelování a simulace pulzního usměrňovače

Způsoby modelování a simulace pulzního měniče v programu MATLAB/SIMULINK. Jednokvadrantové, dvoukvadrantové, čtyřkvadrantové zapojení. Unipolární, bipolární řízení
Způsoby modelování a simulace frekvenčních měničů s napěťovým střídačem bez a s pulsně šířkovou modulací v programu MATLAB/SIMULINK
Způsoby modelování a simulace akčních členů mechatronických systémů - elektrických motorů v programu MATLAB/SIMULINK
Způsoby modelování a simulace spojitých i číslicových regulátorů (P, PI, PID, PS, PSD regulátory) v programu MATLAB/SIMULINK
Způsoby modelování a simulace čidel v programu MATLAB/SIMULINK. Čidla proudu, napětí, otáček, úhlu natočení (tachodynamo, inkrementální čidlo ...)


Projekty:
Zpracování dvou semestrálních projektů:
- Modelování a simulace zadaného zařízení (individuální zadání) v programu OrCAD (10 hodin)
- Modelování a simulace zadaného zařízení (individuální zadání) v programu MATLAB/SIMULINK (10 hodin)

Počítačové laboratoře:
Vytváření projektů, zadávání schémat, knihovny součástek v programu OrCAD
Simulace základních elektronických obvodů (zesilovače, usměrňovače, omezovače) v programu OrCAD
Návrh a simulace filtrů (horní a dolní propust, pásmová propust a zádrž) v programu OrCAD
Návrh a simulace obvodů kombinační a sekvenční logiky v programu OrCAD
Simulace činnosti řízených a neřízených usměrňovačů v programu OrCAD
Simulace činnosti jedno a trojfázového střídače v programu OrCAD
Simulace složitých zapojení (postup při vytváření bloků) v programu OrCAD.
Simulace polovodičových měničů stejnosměrného napětí (neřízených a řízených usměrňovačů, pulzních měničů) v programu MATLAB/SIMULINK.

Simulace neřízených a řízených usměrňovačů, pulzních měničů ve spojení se stejnosměrným motorem v programu MATLAB/SIMULINK.
Simulace polovodičových měničů střídavého napětí - nepřímého měniče kmitočtu s napěťovým střídačem - v programu MATLAB/SIMULINK
Simulace nepřímého měniče kmitočtu s napěťovým střídačem ve spojení s asynchronním motorem v programu MATLAB/SIMULINK
Simulace regulátorů a čidel v programu MATLAB/SIMULINK (P, PI, PS, PID, PSD regulátory, inkrementální čidlo)
Simulace jednodušších regulačních struktur v programu MATLAB/SIMULINK
Simulace složitějších regulačních struktur v programu MATLAB/SIMULINK.

Povinná literatura

Pavelek, T.: Modelování a simulace elektronických systémů - část 1. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2006.
Neborák, I.: Modelování a simulace elektronických systémů - část 2. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2006.
Fitzpatrick, Dennis: Analog Design and Simulation using OrCAD Capture and PSpice 1st Edition. Newnes 2011, ISBN 9780080970950 .
GÖNEN, Turan: Electrical machines with MATLAB. 2nd ed. Boca Raton: CRC Press, 2012. ISBN 978-1-4398-7799-9.
Mohan Ned: Power Electronics: Computer Simulation, Analysis and Education Using PSpice. Minnesota Power Electronics Research & Education, 1999, Minneapolis, USA.

Doporučená literatura

Neborák, I.: Modelování a simulace elektrických regulovaných pohonů. Monografie, VŠB-TU Ostrava 2002, 172 stran, ISBN 80-248-0083-7 .
Bauer Pavol, Van Duijsen Peter: Modeling and Simulation for Power Electronics and Electrical Drives. Technical University of Košice 2001. ISBN 80-968550-7-7 .
Záhlava Vít: OrCAD 10. Grada Publishing, 2004, Praha
Domovské stránky produktu OrCAD www.orcad.com
Domovské stránky produktu MATLAB/SIMULINK www.mathworks.com