Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Modelowanie i symulacja urządzeń mechatronicznych
Koordynator przedmiotu:
dr inż. Maciej Bodnicki; dr inż. Jakub Wierciak; mgr inż. Karol Bagiński
Status przedmiotu:
Fakultatywny dowolnego wyboru
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Automatyka Robotyka i Informatyka Przemysłowa
Grupa przedmiotów:
Wariantowe
Kod przedmiotu:
MUM
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2019/2020
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1) Liczba godzin bezpośrednich 47, w tym: wykład - 30h laboratorium - 15h konsultacje - 2h 2) Praca własna studenta 54h, w tym: przygotowanie do zaliczenia wykładu 12h przygotowanie do laboratorium: 10h opracowanie sprawozdań z ćwiczeń: 32h Razem: 101 (4 ECTS)
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1,5 pkt. ECTS - liczba godzin bezpośrednich 47, w tym: wykład - 30h laboratorium - 15h konsultacje - 2h
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
2 pkt. ECTS - liczba godzin praktycznych 55, w tym: laboratorium - 15h przygotowanie do laboratorium - 10h opracowanie sprawozdań z ćwiczeń - 30h
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Znajomość podstaw działania napędów elektrycznych, podstaw konstrukcji automatyki i elektrotechniki Znajomość: równań różniczkowych zwyczajnych, transmitancji układów liniowych, odpowiedzi dynamicznych podstawowych układów liniowych
Limit liczby studentów:
60
Cel przedmiotu:
Zapoznanie z zasadami tworzenia modeli dynamicznych urządzeń mechatronicznych, weryfikacją tych modeli i wykorzystaniem danych doświadczalnych i katalogowych w procesie modelowania. Przekazanie wiedzy narzędziowej (metody opisu, modele matematyczne wybranych układów, dwa pakiety symulacyjne i zasady tworzenia modeli symulacyjnych).
Treści kształcenia:
Wykład: Metody opisu obiektów dynamicznych (modele różniczkowe, zmiennych stanu, charakterystyki modeli). Identyfikacja obiektów dynamicznych. Modele siłowników: silników prądu stałego, skokowych, elektromagnetycznych napędów liniowych). Modelowanie zjawisk cieplnych w siłownikach elektromagnetycznych. Modelowanie struktur mechanicznych i podzespołów transmisji; zasady redukcji obciążeń modele struktur sprężystych. Zjawiska mechaniczne: nieliniowości, tarcia. luzu, histerezy, przełączniki. Modelowanie niedokładności kinematycznej podzespołów transmisji. Modelowanie układów zasilania i sterowania napędów. Modelowanie właściwości statycznych i dynamicznych wybranych przetworników pomiarowych. Modelowanie niepewności torów pomiarowych. Pakiet Matlab/Simulink i moduł Simscape (struktura, dobór procedur numerycznych, zasady budowy modeli). Laboratorium: ćwiczenia praktyczne z zastosowaniem modułu Simscape i Matlab/Simulink. Modelowanie silników elektrycznych i układów sterujących. Model złożonego napędu z niedokładnościami kinematycznymi - analiza dynamiki układu. Modelowanie zjawisk cieplnych w napędzie z układem radiatora. Laboratorium w układzie: wprowadzenie i 4 ćwiczenia po 3,5 godziny.
Metody oceny:
wykład: dwa kolokwia (waga 0,6), laboratorium: ocena sprawozdań (waga 0,4)
Egzamin:
nie
Literatura:
Gajda J., Szyper M.: Modelowanie i badania symulacyjne systemów pomiarowych. Jartek, Kraków, 1998 Hering M.: Termokinetyka dla elektryków, WNT, Warszawa, 1980 Janiszowski K.: Podstawy wyznaczania opisu i sterowania obiektów dynamicznych, WPW, Warszawa, 1991. Karnopp D. C., Margolis D. L., Rosenberg R. C.: System Dynamics: Modeling and Simulation of Mechatronic Systems. Willey and Sons, Inc, Hoboken, New Jersey, 2006 Kozłowski K., Dutkiewicz P., Wróblewski W.: Modelowanie i sterowanie robotów. PWN. Warszawa, 2003. Mrozek B. Mrozek Z.: Matlab i Simulik. Poradnik użytkownika. Helion, 2004 Pelz G.: Mechatronic systems. Modelling and simulation with HDLs. John Wiley and Sons Ltd. Chichester 2003. Simulation Modelling of Mechatronic Systems I and II. Ed. T. Březina, Brno University of Technology, ISBN 84-3341-80-21 Sochocki R.: Mikromaszyny elektryczne. OWPW, Warszawa, 1996 Tarnowski W.: Symulacja komputerowa procesów ciągłych. WUWSI Koszalin, Koszalin, 1995. Uhl T.: Komputerowo wspomagana identyfikacja modeli konstrukcji mechanicznych, WNT, Warszawa, 1997
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka MUM_IIst_W01
Zna zasady tworzenia modeli matematycznych i symulacyjnych urządzeń zawierających: mikronapędy elektryczne, podzespoły transmisji, przetworniki pomiarowe i układy sterowania
Weryfikacja: kolokwia
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W01, K_W06
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG.o

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka MUM_IIst_U01
Umie zbudować modele matematyczne mikrosilników, systemów transmisji ruchu i sensorów adekwatne do poziomu analizy pracy urządzenia mechatronicznego
Weryfikacja: kolokwia i ocena sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01, K_U08
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_UW.o, I.P7S_UK, P7U_U, III.P7S_UW.o
Charakterystyka MUM_IIst_U02
Umie opracować, uruchomić i zweryfikować modele symulacyjne na podstawie opracowanych modeli matematycznych, posługując się wybranymi narzędziami symulacyjnymi
Weryfikacja: ocena sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U14, K_U17
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o
Charakterystyka MUM_IIst_U03
Umie zaplanować eksperymenty symulacyjne i opracować ich wyniki
Weryfikacja: ocena sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U03
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_UK