Modellezés és szimuláció a mechatronikában

A tantárgy angol neve: Modelling and Simulation in Mechatronics

Adatlap utolsó módosítása: 2008. október 28.

Tantárgy lejárati dátuma: 2015. január 31.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Villamosmérnöki Szak

 

Standard tárgy

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIVG4167 8 4/0/0/v 5 1/1
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Kádár István,
A tantárgy tanszéki weboldala http://www.vgt.bme.hu/okt/modellez/index.html
4. A tantárgy előadója

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Németh Károly

címzetes egyetemi docens

VET (VG)

Dr. Kádár István

egyetemi docens

VET (VG)

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Villamosenergetika, szabályozástechnika, teljesítményelektronikai elemek, villamos gépek,

6. Előtanulmányi rend
Ajánlott:

-----------

vivg4124 Szervo- és robothajtások.

Tematikaütközés miatt a tárgyat csak azok vehetik fel, akik korábban nem hallgatták a következő tárgyakat:

Neptun-kód Cím

-----------

7. A tantárgy célkitűzése

A modellezés elméleti és gyakorlati kérdésének bemutatása. A rendszerelmélet alapfogalmainak megismerése. Az állapottér módszer alapjai, az állapotegyenletek megoldási módszerei. Szimuláció számítógépen. Különböző típusú villamos gépek, félvezető eszközök és félvezetős hajtások modellezése.

8. A tantárgy részletes tematikája

Rendszerelmélet. Állapotjelzők, állapotfüggvény. Koncentrált paraméterekből álló dinamikus rendszerek állapotváltozói. A Kirchhoff törvények általánosítása. A villamos és mechanikai rendszerek analógiája. Egyes félvezetők modellezése. Félvezetős kapcsolások modellezése, áramköri struktúra, a vezérlési mód hatása.

Az állapottér módszer. Az állapotegyenletek különböző alakjai, az állapotegyenletek felírása. Az állandó együtthatójú egyenletek megoldása különböző módszerekkel. Változó együtthatós és nemlineáris egyenletek megoldása számítógéppel.

Villamosgépek modellezése. Váltakozóáramú gépek modellezése fáziskoordinátákban. A térbeli felharmonikusok figyelembevétele. Háromfázisú váltakozóáramú gépek modellezése a térvektoros módszer alapján. Áramkiszorításos gépek modellezése. A vastelítődés hatásának figyelembevétele. Különböző állórész kapcsolási lehetőségek modellezésének vizsgálata. Egyenáramú gépek modellezése. Vegyes gerjesztésű gépre felírható egyenletek. A főmező telítődésének figyelembe vétele.

Félvezetős villamos hajtások modellezése. A félvezetős kapcsolás egyszerűsített figyelembevétele. A teljes kapcsolás vizsgálata az egyes félvezetők működésének figyelembevételével. A differenciál egyenletrend-szer megválasztása. A teljesítményelektronikai kapcsolás és a motor modelljének illesztése. A szabályozási körök modellezése. Számítási eljárás szimmetrikus vezérlés esetén, az állandósult állapot meghatározása. Munkapont körüli kis változások, állapotátviteli mátrix. Nagyjelű tranziens folyamatok szimulációja.

Dinamikus rendszerek szimulációjára alkalmas MATLAB-SIMULINK program felépítése és használata. Különböző típusú félvezető eszközöket tartalmazó, analóg és digitális áramkörök szimulációjára használatos PSPICE program felépítésének ismertetése és alkalmazása félvezetős hajtások szimulációjára.

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

(előadás, gyakorlat, laboratórium):

előadás

10. Követelmények

a. A szorgalmi időszakban: Az előadások látogatása kötelező. Az össz.-óraszám 30%-ának megfelelő hiányzás megengedett.1 nagy Zh. (kb. a 10. héten). Az aláírás feltételei: 1. A megengedettnél nem több hiányzás. 2. A Zh legalább elégséges.

b. A vizsgaidőszakban: szóbeli vizsga

c. Elővizsga: ---------

11. Pótlási lehetőségek

A szorgalmi időszakban: 1 alkalommal.

A vizsgaidőszakban: 1 alkalommal.

12. Konzultációs lehetőségek

A szorgalmi időszakban: Zh. elötti héten.

A vizsgaidőszakban: heti 1 alkalommal.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

Dr. Retter Gyula: Villamosenergia átalakítók I-II. kötet

Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1987.

Dr. Halász Sándor (szerk.): Automatizált villamos hajtások I. Egyetemi tankönyv. Tankönyvkiadó, Budapest, 1989.

Halász Sándor – Hunyár Mátyás – Schmidt István: Automatizált villamos hajtások II. Egyetemi tankönyv. Műegyetemi Kiadó, Budapest, 1998.

Dr. Halász Sándor: Villamos Hajtások. Egyetemi tankönyv.

ROTEL Kft, Budapest, 1993.

Schmidt István – Vincze Gyuláné – Veszprémi Károly: Villamos szervo- és robothajtások. Egyetemi tankönyv. Műegyetemi Kiadó, Budapest, 2000.

Csáki-Ganszki-Ipsits-Marti: Teljesítményelektronika. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1971.

Csáki-Hermann-Ipsits-Kárpáti-Magyar: Teljesítményelektronika. Példatár. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1975.

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

 

Kontakt óra

60

Félévközi készülés órákra

40

Felkészülés zárthelyire

Házi feladat elkészítése

Kijelölt írásos tananyag elsajátítása

..

Vizsgafelkészülés

50

Összesen

150

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Németh Károly

adjuntus

VET (VG)

Dr.Kádár István

docens

VET (VG)