Osnove mehatronike

Opis predmeta

Načela sinergijske integracije tehničke mehanike, elektronike, učinske elektronike, računalstva i informatike. Zahtjevi na mehatroničke komponente. Modeliranje mehaničkih komponenata za primjene u mehatronici, kinematičke i dinamičke jednadžbe gibanja. Blokovska struktura mikroračunalnog sustava s procesnim sučeljem. Prihvat, obradba i razmjena signala između procesa i upravljačke jedinice. Integracija mehatroničkog sustava na primjeru modela rotacijskih i translacijskih elektromehaničkih sustava. Primjena CAD alata u razvojnom sustavu za modeliranje, simulaciju, sintezu upravljačkog algoritma i upravljanje u stvarnom vremenu.

Opće kompetencije

Razvijanje sustavnog načina razmišljanja u projektiranju mehatroničkog proizvoda. Stjecanje osnovnih znanja o mehatroničkim komponentama i načinu njihove integracije.

Ishodi učenja

  1. definirati pojam mehatroničkog sustava.
  2. objasniti pojmove holonomskih odnosno neholonomskih ograničenja u mehaničkim sustavima
  3. primijeniti Lagrangeovo načelo za modeliranje mehaničkih sustava.
  4. primijeniti metodu veznih grafova za modeliranje mehatroničkih sustava
  5. objasniti kriterije odabira komponenti u mehatroničkim sustavima.
  6. primijeniti PID algoritam upravljanja na elektromehanički sustav.

Oblici nastave

Predavanja

Nastava se odvija u dva ciklusa. Prvi ciklus sastoji se od 7 tjedana predavanja dok se drugi sastoji od 6 tjedana predavanja. Tjedno nastavno opterećenje je 2 sata.

Provjere znanja

Provjere znanja sastoje se od međuspita (nakon prvog ciklusa predavanja) i završnog ispita (nakon drugog ciklusa predavanja).

Laboratorijske vježbe

Laboratorijske vježbe čini 5 pojedinačnih vježbi od čega su dvije vježbe simulacijske, a tri eksperimentalne.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 50 % 30 % 50 % 30 %
Međuispit: Pismeni 30 % 35 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 30 % 35 %
Ispit: Pismeni 50 % 40 %
Ispit: Usmeni 30 %

Tjedni plan nastave

  1. Definicija mehatronike. Načela sinergijske integracije tehničke mehanike, elektronike, učinske elektronike, računalstva i informatike. Primjeri mehatroničkih sustava.
  2. Osnovni pojmovi iz mehanike krutih tijela. Modeliranje mehaničkih sustava primjenom Newtonovih zakona.
  3. Zakoni očuvanja (količine gibanja, momenta količine gibanja i energije) te njihova primjena u modeliranju mehaničkih sustava.
  4. Analitička mehanika. Honomska i neholonomska ograničenja u mehaničkim sustavima. Lagrangeova jednadžba.
  5. Vezni grafovi i njihova primjena u modeliranju mehatroničkih sustava.
  6. Aktuatori u mehatroničkim sustavima. Kriteriji odabira aktuatora u mehatroničkim sustavima.
  7. Moderni aktuatori u mehatroničkim sustavima. Beskolektorski istosmjerni motori s pravokutnim i sinusnim strujama.
  8. Međuispit
  9. Uloga prijenosnika u mehatroničkim sustavima. Osnovni karakteristike prijenosnika te kriteriji njihovog odabira.
  10. Uloga senzora u mehatroničkim sustavima. Osnovne karakteristike senzora (statičke i dinamičke).
  11. Senzori mehaničkih veličina. Senzori pozicije. Senzori brzine. Senzori akceleracije. Senzori sile i momenta.
  12. Ulazno/izlazno sučelje i prilagodba signala (zaštita, promjena vrste signala, promjena razine signala, eliminacija ili smanjenje utjecaja šuma).
  13. Upravljanje mehatroničkim sustavima.
  14. Primjer mehtroničkog sustava s elastičnim prijenosom. Modeliranje mehaničkog dijela sustava. Sinteza upravljačkog algoritma.
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni preddiplomski
Automatika (modul)
Izborni predmeti (6. semestar)
Elektroenergetika (modul)
Izborni predmeti (6. semestar)

Za upis predmeta treba položiti predmete

Literatura

L.J.Kamm (1996.), Understanding electro-mechanical engineering, an introduction to mechatronics, IEEE Press
S.E.Lishevski (1999.), Electromechanical systems, electric machines and applied mechatronics, CRC Press
(.), Osnove Mehatronike (predavanja) F.Kolonić ZESA-FER 2001,
(.), Einfuerung in die Mechatronik W. Roddeck Teubner, Stutgart 1,

Laboratorijske vježbe

Izvedba

ID 34343
  Ljetni semestar
4 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
30 Predavanja
0 Auditorne vježbe
15 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

87.5 izvrstan
75 vrlo dobar
62.5 dobar
50 dovoljan