Digitalno procesiranje v mehatroniki I

Opis predmeta

Osnovne komponente digitalnih sistemov, arhitekture mikrokrmilnikov, zgradba centralne procesne enote, instrukcijska beseda in instrukcijski cikel, tehnike naslavljanja, dekodirna logika, periferne enote (spominska vezja, števci, časovniki, A/D in D/A pretvorniki, senzorji), zbirni jezik, programiranje mikrokrmilnikov, obdelava podatkov v realnem času, podprogrami in prekinitveni podprogrami, razvojna orodja, komunikacijski vmesniki, serijski in paralelni komunikacijski protokoli, uporaba programirljivih logičnih vezij v sistemih močnostne elektronike, uporaba mikrokrmilnikov v močnostnih polprevodniških pretvornikih, pulzno-širinski modulatorji, načrtovanje mikrokrmilniško vodenih elektromotorskih pogonov, (elektronsko komutirani motor, reluktančni motor, koračni motor).

Cilji in kompetence

Študent bo osvojil znanje o digitalnih sestavih, ki se uporabljajo za krmiljenje sistemov močnostne elektronike in elektromotorskih pogonov. Tako bo lahko samostojno ali timsko pristopil tudi k načrtovanju in izvedbi zahtevnejših mikrokrmilniških nalog na področju mehatronike.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja in laboratorijske vaje.

Predvideni študijski rezultati

Po uspešno opravljenem izpitu naj bi bili študenti zmožni:

uporabiti mikrokrmilnik in njegove periferne enote za krmiljenje močnostnih stikalnih pretvonikov,
napisati ciljni program za mikrokrmilnik v mehatronskem krmilnem sistemu,
razviti vmesniška vezja za digitalno in analogno procesiranje signalov,
uporabiti komunikacijske protokole v mikrokrmilniških sistemih,
meriti in analizirati signale v mehatronskih krmilnih enoteh,
analizirati vire elektromagnetnih motenj v digitalnih in analognih vezjih.

Reference nosilca

PETKOVŠEK, Marko, LEBAN, Aleš, NEMEC, Mitja, VONČINA, Danijel, ZAJEC, Peter. Series active power filter for high-voltage synchronous generators = Serijski aktivni močnostni filter za visokonapetostne sinhronske generatorje. Informacije MIDEM, ISSN 0352-9045, Dec. 2013, vol. 43, no. 4, str. 228-234.
FLISAR, Uroš, VONČINA, Danijel, ZAJEC, Peter. Voltage sag independent operation of induction motor based on Z-source inverter. Compel, ISSN 0332-1649, 2012, vol. 31, no. 6, str. 1931-1944.
KOSMATIN, Peter, MILJAVEC, Damijan, VONČINA, Danijel. A novel control strategy for the switched reluctance generator. Przeglęad Elektrotechniczny, ISSN 0033-2097, 2012, rok 88, no. 7a, str. 49-5
PETKOVŠEK, Marko, KOSMATIN, Peter, ZEVNIK, Ciril, VONČINA, Danijel, ZAJEC, Peter. Measurement system for testing of bipolar plates for PEM electrolyzers = Merilni sistem za testiranje bipolarnih plošč PEM elektrolizne celice. Informacije MIDEM, ISSN 0352-9045, mar. 2012, letn. 42, št. 1, str. 60-67.
MODRIJAN, Gorazd, PETKOVŠEK, Marko, ZAJEC, Peter, VONČINA, Danijel. Precision B-H analyser with low THD secondary induced voltage. IEEE transactions on industrial electronics, ISSN 0278-0046. [Print ed.], Jan. 2008, vol. 55, issue 1, str. 364-370.

Temeljni viri in literatura

D. Ibrahim, "Microcontroller Based Applied Digital Control", John Wiley & Sons, 2006
T. Kenjo, "Power Electronics for the Microprocessor Age", Oxford University Press, 1994
T. Noergaard, "Embedded Systems Architecture", Elsevier, 2005
J. Catsoulis, "Designing Embedded Hardware", O"Reilly, 2005
R. J. Tocci, F. J. Ambrosio, "Microprocessors and Microcomputers", Prentice Hall, 2000
F. Vahid, T. Givargis, "Embedded System Design – A Unified Hardware/Software Introduction", John Wiley & Sons, 2002