|
Vyučující
|
-
Švátora Matěj, doc. Ing. Ph.D.
-
Lapský Jan, doc. Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
Přednášky 1. Probémy dynamické stability lineárních diskrétních soustav s jedním a více stupni volnosti. 2. Analytické řešení odezvy diskrétních lineárních mechanických soustav s n stupni volnosti na obecné buzení. Využití modální metody pro soustavy se slabým tlumením a s komutativní maticí tlumení 3. Využití modální metody pro soustavy s obecnou maticí tlumení. 4. Numerické metody integrace matematického modelu mechatronického systému. 5. a 6. Řešení volného a vynuceného kmitání lineárních kontinuí. 7. Řiditelnost, pozorovatelnost a z toho vyplývající návrh na umístění snímačů a aktuátorů na základě citlivostní analýzy odezvy na jejich umístění 8. Soustavy se zpětnovazebním řízením. Sestavování modelu, návrh řízení a vyhodnocení jeho robustnosti 9. Soustavy s přímovazebním řízením 10. Matematické modelování aktuátorů realizovaných pomocí piezoelektrických záplat. 11. Matematické modelování senzorů realizovaných pomocí piezoelektrických záplat. Analýza a návrh tvaru záplaty s ohledem na frekvenční rozsah snímaného buzení mechanického systému 12. Aktivní tlumení vibrací periodicky a náhodně buzených systémů pomocí zpětnovazebního řízení 13. Aktivní tlumení vibrací soustav s vnějším náhodným buzením využitím strategie přímovazebního rízení Cvičení 1. Příklady na dynamickou stabilitní analýzu rotorů a potrubních systémů . 2. a 3. Příklady řešení odezvy diskrétních lineárních mechanických soustav s n stupni volnosti na impulsní, skokové a obecné buzení pomocí modální metody a pomocí přímé numerické integrace 4. a 5. Příklady na řešení volného a vynuceného kmitání strun, nosníků, desek a skořepin. 6. Příklady navržení umístění aktuátoru pro optimální tlumení vibrací nosníku a desky 7. Příklady řešení diskrétních mechanických soustav se zpětnovazebním řízením. Návrh zpětné vazby. 8. Aktivní tlumení dopravních prostředků s ohledem na komfort cestujících a na sílu přenášenou do základu 9. a 10. Analytické modelování nosníků a desek a aktuátorů realizovaných pomocí piezoelektrických záplat. 11. Využití MKP pro modelování nosníků, desek a skořepin řízených pomocí piezoelektrických záplat. 12. Navrhování tvaru piezoelektrického senzoru pro aktivní tlumení nosníku buzeného ve frekvenční oblasti zahrnující první dvě vlastní frekvence. Řešení příslušné odezvy. 13. Aktivní tlumení vyzařovaného akustického výkonu skořepinových konstrukcí
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Laboratorní praktika, Přednáška, Cvičení
- Vypracování seminární práce v magisterském studijním programu [5-100]
- 80 hodin za semestr
- Kontaktní výuka
- 52 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| orientovat se v oboru mechaniky tuhých těles na úrovni základního kursu mechaniky vysokých škol technického směru |
| identifikovat problémy související s kmitáním lineárních systémů |
| disponovat znalostmi základů diferenciálního a integrálního počtu z oblasti matematické analýzy a maticového počtu z lineární algebry |
| popsat postupy řešení vibrací lineárních systémů |
| Odborné dovednosti |
|---|
| definovat základní pojmy z teorie kmitání |
| řešit odezvu lineárního systému s otevřenou smyčkou |
| zdůvodnit potřebu aktivního tlumení kmitavého systému |
| vybrat vhodný člen pro realizaci aktivního tlumení |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| bc. studium: efektivně využívá dostupné prostředky komunikace, verbální i neverbální, včetně symbolických a grafických vyjádření informací různého typu, |
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| klasifikovat mechatronický systém z pohledu řízení |
| identifikovat vstup do mechatronického systému (deterministický vs. stochastický) |
| orientovat se ve volbě a výběru aktivních prvků |
| definovat vhodný zákon řízení z hlediska robustnosti a limitované spotřeby energie pro redukci nebo úplné potlačení vibrací mechatronického systému |
| Odborné dovednosti |
|---|
| určit vhodná místa k umístění senzorů a aktuátorů pro potlačení vibrací výsledného mechatronického systému pomocí dynamické citlivosti |
| navrhnout parametry řízení z hlediska robustnosti a limitované spotřeby energie pro redukci nebo úplné potlačení vibrací mechatronického systému |
| navrhnout s ohledem na charakter, rozměry a velikost buzení mechanického systému vhodný typ aktivních prvků a snímačů |
| řešit odezvu systému s aktivními prvky na deterministické a stochastické buzení |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| bc. studium: samostatně získávají další odborné znalosti, dovednosti a způsobilosti na základě především praktické zkušenosti a jejího vyhodnocení, ale také samostatným studiem teoretických poznatků oboru, |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Ústní zkouška, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Ústní zkouška, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Ústní zkouška, |
|
Doporučená literatura
|
-
Dupal, Jan. Výpočtové metody mechaniky. 3. vyd. Plzeň : Západočeská univerzita, 2004. ISBN 80-7043-339-6.
-
Valášek, Michael. Mechatronika. Praha : ČVUT, 1995. ISBN 80-01-01276-X.
|