Osnove mehatronike

Opis predmeta

Definicija mehatronike in zasnova sinergične povezave elektronike, mehanike in rečunalniške tehnike. Primeri mehatronskih sistemov. Enačbe gibanja in modeliranje mehanskih sistemov. Mehanske komponente v mehatroniki. Ojačevalniki. Senzorji. Aktuatorji: elektromehanični, pnevmatski in hidravlični sistemi. Principi in snovanje vodenja mehatronskih sistemov. Krmilni sistemi v mehatroniki (programirljivi krmilniki, mikroprocesorski sistemi) in osnove delovanja: arhitektura, programska podpora, komunikacija. Analiza delovanja konkretnega mehatronskega sistema.

Cilji in kompetence

Pridobitev osnovnih inženirskih znanj o električnih in neelektričnih gradnikih mehatronskih sistemov ter o sintezi mehanskih, električnih in računalniških sistemov v zaključeno celoto.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja (30 ur) ter projekti na vajah (30 ur).

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje:

Študent bo utrdil dosežena znanja iz mikroračunalniške tehnike, električnih strojev in merilne tehnike s stališča uporabnosti ter hkrati pridobil osnovni vpogled v področja, s katerimi se bo podrobneje seznanil v nadaljnjem šolanju. Na ta način bo osvojil splošna znanja in kulturo, ki je potrebna pri sodobnih multidisciplinarnih pristopih k reševanju inženirskih problemov.

Uporaba:

Študent razume in pozna delovanje komponenta mehatronskih sistemov, s poudarkom na procesnih krmilnikih, kjer bo samostojno programiral rešitve posameznih problemov.

Refleksija:

Študent bo kritično ocenjeval potrebe pri snovanju mehatronskih sistemov, zmožnosti krmilnega algoritma ter spoznal varnostne zahteve pri snovanju le-tega.

Prenosljive spretnosti:

Študent se bo pri izvajanju laboratorijskih vaj navajal na sistematični pristop in ustrezno dokumentiranje. Zaveda se kompleksnosti in multidisciplinarnosti mehatronskega sistema. Znanja, pridobljena pri tem predmetu, bo študent lahko nadgradil in uporabil za realizacijo najzahtevnejših mehatronskih sistemov.

Reference nosilca

1. DROBNIČ, Klemen, NEMEC, Mitja, FIŠER, Rastko, AMBROŽIČ, Vanja. Simplified detection of broken rotor bars in induction motors controlled in field reference frame. Control engineering practice, ISSN 0967-0661. [Print ed.], Aug. 2012, vol. 20, no. 8, str. 761-769, ilustr. [COBISS.SI-ID 9208660]

2. MAKUC, Danilo, DROBNIČ, Klemen, AMBROŽIČ, Vanja, MILJAVEC, Damijan, FIŠER, Rastko, NEMEC, Mitja. Parameters estimation of induction motor with faulty rotor. Przeglęad Elektrotechniczny, ISSN 0033-2097, 2012, rok 88, 1a, str. 41-46, ilustr. [COBISS.SI-ID 8870228]

3. NEMEC, Mitja, DROBNIČ, Klemen, NEDELJKOVIĆ, David, FIŠER, Rastko, AMBROŽIČ, Vanja. Detection of broken bars in induction motor through the analysis of supply voltage modulation. IEEE transactions on industrial electronics, ISSN 0278-0046. [Print ed.], Aug. 2010, vol. 57, no. 8, str. 2879-2888, ilustr. [COBISS.SI-ID 7819604]

4. DROBNIČ, Klemen, NEMEC, Mitja, NEDELJKOVIĆ, David, AMBROŽIČ, Vanja. Predictive direct control applied to AC drives and active power filter. IEEE transactions on industrial electronics, ISSN 0278-0046. [Print ed.], Jun. 2009, vol. 56, no. 6, str. 1884-1893, ilustr. [COBISS.SI-ID 7112020]

5. NEMEC, Mitja, DROBNIČ, Klemen, NEDELJKOVIĆ, David, AMBROŽIČ, Vanja. Direct current control of a synchronous machine in field coordinates. IEEE transactions on industrial electronics, ISSN 0278-0046. [Print ed.], Oct. 2009, vol. 56, no. 10, str. 4052-4061, ilustr. [COBISS.SI-ID 7253844],

Temeljni viri in literatura

Godfrey C. Onwubolu: Mechatronics – Principles and applications, Elsevier, 2005
Rolf Isermann: Mechatronics systems – Fundamentals, Springer, 2005
Control and Mechatronics, edited by B. M. Wilamowski and J. D. Irwin, CRC Press, 2011
Vanja Ambrožič, David Nedeljković: Uvod u programirljive krmilne sisteme, Fakulteta za elektrotehniko, Ljubljana, 2011