Tehnike upravljanja u mehatronici

Prikazani su podaci za akademsku godinu: 2022./2023.

Nositelji

Izv. prof. dr. sc.
Šandor Ileš
Prof. dr. sc.
Jadranko Matuško

Auditorne vježbe

Izv. prof. dr. sc.
Šandor Ileš
Marko Švec
mag. ing.

Laboratorijske vježbe

Josip Kir Hromatko
mag. ing.
Bruno Vilić Belina
mag. ing.
Marko Švec
mag. ing.

Opis predmeta

Strukture PID regulatora. Praktični aspekti dizajna PID regulatora. Namatanje integratora, filtriranje. Podešavanje parametara PID regulatora. Primjena linearnih algebarskih metoda (modelska funkcija, postavljanje polova, Diofantska jednadžba). Kaskadno upravljanje. Tehnički optimum, simetrični optimum. Osnove implementacije regulatora na digitalnom signalnom procesoru. Primjena na elektromotorne pogone i pretvarače. Softverska implementacija digitalnih regulatora. Hardverska implementacija digitalnih regulatora na FPGA

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
[FER3-HR] Audiotehnologije i elektroakustika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Automatika i robotika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Elektroenergetika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Elektroničko i računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Elektronika - profil
Izborni predmeti (3. semestar)
[FER3-HR] Elektrostrojarstvo i automatizacija - profil
(1. semestar)
[FER3-HR] Informacijsko i komunikacijsko inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Komunikacijske i svemirske tehnologije - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Računalno modeliranje u inženjerstvu - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Računarska znanost - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Znanost o mrežama - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Znanost o podacima - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)

Ishodi učenja

  1. Primijeniti kaskadnu strukturu upravljanja u mehatronici
  2. Sintetizirati regulatore koristeći praktične optimume (tehnički optimum, simetrični optimum, optimum dvostrukog odnosa)
  3. Razviti regulator koji je prikladan za implementaciju na digitalnom signalnom procesoru
  4. Dizajnirati i implementirati regulator na hardverskoj platformi (FPGA)
  5. Odabrati parametre PID regulatora

Oblici nastave

Predavanja

Predavanja će bit organizirana na tjednoj bazi s tjednim opterećenjem od 3 sata

Auditorne vježbe

Bit će organizirane na tjednoj bazi s opterećenjem od 1 sat tjedno

Laboratorij

Ova komponenta će bit organizirana kao 8 trosatnih laboratorijskih vježbi

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 40 % 20 % 40 % 20 %
Međuispit: Pismeni 40 % 30 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 40 % 30 %
Završni ispit: Usmeni 20 %
Ispit: Pismeni 40 % 40 %
Ispit: Usmeni 40 %

Tjedni plan nastave

  1. Strukture PID regulatora, Praktični aspekti kod projektiranja PID regulatora. filtriranje. anti-windup
  2. Ugađanje parametara PID regulatora po Ziegler-Nichols postupku, Parametrizacija PID regulatora postavljanjem polova
  3. Linearni algebarski postupci (usklađivanje modela. postavljanje polova. Diofantska jednadžba)
  4. Oblikovanje petlje. korekcijski sklop s faznim prethođenjem. korekcijski sklop s faznim zaostajanjem
  5. Modeliranje digitalnih sustava upavljanja, Uzorkovanje, Ublažavanje preklapanje spektara
  6. Usporedba jednopetljastih i vešepetljastih upravljačkih struktura, Tehnički optimum (TO), Simetrični optimum (SO)
  7. Digitalna izvedba simetričnog optimuma
  8. Međuispit
  9. Osnove mikrokontrolera i DSP-ova za upravljanje električnim strojevima
  10. Obrada signala potrebnih za digitalno upravljanje električnim strojevima, Jedinični sustav (per unit). Brojčani formati, Priprema signala za upravljanje elektičnim strojevima
  11. Klasifikacija digitalnih sustava upravljanja, Strukura digitalnih sustava upavljanja, DSP temeljeno upravljanje izmjenično-istosmjernim i istosmjerno-istosmjernim pretvaračima, Ulazni i izlazni filtri
  12. DSP implementacija algoritma za upravljanje asinkronim strojem, DSP implementacija algoritma za upravljanje sinkronim strojem sa stalnim magentima, DSP implementacija algoritma za upravljanje beskolektorskim istosmjernim strojem
  13. Programska implementacija digitalnih regulatora, Utjecaj A/D pretvorbe na implementaciju regulatroa, Utjecaj aritmetike regulatora na implementaciju: aritmetika s nepomičnim zarezom i aritmetika s pomičnim zarezom, Utjecaj oblika realizacije regulatora na vladanje sustava upravljanja, Implementacija regulatora u delta domeni
  14. Sklopovska implementacija digitalnih regulatora, Implementacija regulatora u FPGA
  15. Završni ispit

Literatura

Sergey Edward Lyshevski (2017.), Mechatronics and Control of Electromechanical Systems, CRC Press
Karl Johan Åström, Richard M. Murray (2008.), Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers, Princeton University Press

Za studente

Izvedba

ID 223086
  Zimski semestar
5 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
0 Seminar
15 Auditorne vježbe
24 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe

Ocjenjivanje

87.5 izvrstan
75 vrlo dobar
62.5 dobar
50 dovoljan

Sličan predmet