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
[FER2-HR] Automatika - modul
Izborni predmeti (6. semestar)
[FER2-HR] Elektroenergetika - modul
Izborni predmeti (6. semestar)

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,

Za studente

Izvedba

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

Ocjenjivanje

87.5 izvrstan
75 vrlo dobar
62.5 dobar
50 dovoljan