Mikroszámítógépes irányítás

A tantárgy angol neve: Microcomputer Based Control of Electrical Drives

Adatlap utolsó módosítása: 2006. július 1.

Tantárgy lejárati dátuma: 2015. január 31.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Villamosmérnöki Szak

Standard tárgy

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIVG5126 9 4/0/0/v 5 1/1
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Veszprémi Károly,
4. A tantárgy előadója

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr.Veszprémi Károly

docens

VET (VG)

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Villamosenergetika, Szabályozástechnika, Elektronika

6. Előtanulmányi rend
Ajánlott:

-----------

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

Neptun-kód Cím

--------------

7. A tantárgy célkitűzése

A már hagyományosnak nevezhető és a legújabb eszközökből kialakítható mikroszámítógépes hajtás-irányító rendszerek felépítésének, működésének, tervezésének, szabályozástechnikai tulajdonságainak, méréstechnikai sajátosságainak megismerése.

8. A tantárgy részletes tematikája

1. Mikroprocesszoros hajtásirányító rendszerek

Általános felépítés, tulajdonságok, összehasonlítás analóg rendszerekkel.

1.1. Irányító (központi) egység

Mikroprocesszor, mikrokontroller, digitális jelprocesszor, társprocesszor, többprocesszoros rendszerek, belső kommunikáció.

1.2 Felhasználói felület illesztése

Belső illesztés (saját billentyűzet, kijelző), host computer feladata, illesztése, szabványos buszok.

1.3. Folyamat illesztő

Szerepe, követelmények.

1.3.1. Irányított rendszertől az irányító rendszerhez

Villamos jelek érzékelése

Park vektorok (áram, feszültség, fluxus). Feszültség, áram érzékelés. Fluxus érzékelés, előállítás. Villamos nyomaték, teljesítmény előállítása. A/D átalakítás (közvetett, közvetlen), szűrés.

Mechanikai jellemzők mérése

Impulzusadó illesztése (kiértékelés). Abszolút szöghelyzet adó, resolver.

1.3.1. Irányító rendszertől az irányított rendszerhez

Relék, mágneskapcsolók vezérlése, védelmek működtetése. Fázissorrend érzékelés, szinkronozó. Hálózati kommutációs áramirányítók gyújtásvezérlése (áram-irányító felépítése, működése, gyújtásvezérlő rendszerek (hardware, software, kombinált)). Tranzisztoros (bipoláris, IGBT-s) áramirányítók vezérlése (snubber, ISZM moduláció, cél IC-k alkalmazása).

1.4 Irányító software

Követelmények (rendszertechnikai szempontok, mintavételezés, megszakítások kezelése, prioritási lánc kialakítása), fejlesztési eszközök. A jelérzékelés software elemei. Szabályozó algoritmusok (hagyományos és növekményes PI, PID, korlátozások, adaptivitások hatása), kétpont szabályozás, vektoros kétpont szabályozás, zavarkompenzációs eljárások). Paraméter identifikáció (on-line, off-line).

2. Alkalmazási példák

2.1 Egyenáramú hajtások mikroprocesszoros irányítással

Felépítés, fizikai háttér összefoglalása, beavatkozási lehetőségek. Egyenáramú szervo hajtások.

2.2 Aszinkron motoros hajtások mikroprocesszoros irányítással

Aszinkron gépek fordulatszám változtatási lehetőségei, primer frekvencia változtatás lehetőségei, ehhez kapcsolódó összefüggések (M(w) jelleggörbék alakulása, f1(U1) alakulása). Közvetett és közvetlen frekvenciaváltók.

2.2.1. ISZM feszültséginverteres hajtás

Mezőorientált szabályozás elve, adaptációja feszültséginverteres táplálásra (szabályozási struktúra, paraméter érzékenység, alkalmazott identifikáció).

2.2.2 Mezőorientált szabályozású áraminverteres hajtás

Mezőorientált szabályozás adaptációja áraminverteres táplálásra, fázissorrend kommutációs áraminverter, működési korlátok, mintavételi frekvencia és felbontás (w), koordináta transzformációk, szabályozási struktúra, korlátozások és azok hatásai, adaptivitás, paraméter identifikáció.

2.2.3 IGBT-s szaggatóról táplált aszinkron motoros hajtás

Elvi alapok, felépítés, a kapcsolóelemek vezérlése. DSP alapú irányítás.

2.3 Mikroprocesszoros irányítású szinkronmotoros hajtások

2.3.1 Áramirányítós szinkronmotoros hajtás

Működés elvi alapjai, felépítés, szabályozási struktúra, üzemmód logika működése, zavarkompenzáció, indítás, paraméter identifikáció.

2.3.2 Szinkron szervo hajtások

Működés alapjai, felépítés, szabályozási eljárások. Szinuszmezős szinkron szervohajtás irányítása ASIC áramkörökkel.

2.4. Léptető motoros hajtások

Léptető motorok vezérlésének lehetőségei, fizikai korlátok, nyílt és zárt hurkú rendszerek, cél IC-k alkalmazása.

3. Hajtásrendszerek irányítása

Felügyelői feladatok, irányítási feladatok, kommunikáció.

4. Modern technológiák alkalmazása

Szakértői rendszerek, neurális hálózatok, fuzzy logika, FPGA, ASIC chipek felhasználása. Érzékelő nélküli szabályozások, obszeverek

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

(előadás, gyakorlat, laboratórium):

Előadás. A tárgyhoz a Szervo labor II. c. tárgy keretében mérési gyakorlat is tartozik.

10. Követelmények

a. A szorgalmi időszakban: 1 db. Zh. megírása min. elégséges (2) eredménnyel.

b. A vizsgaidőszakban: szóbeli vizsga

c. Elővizsga: az elővizsga feltétele a min. jó (4) Zh. eredmény.

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

Halász S., Hunyár M., Schmidt I.: Automatizált villamos hajtások. II. Műegyetemi Kiadó, Budapest, 1998.

Tanszéki sokszorosított segédlet

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra

60

Félévközi készülés órákra

Felkészülés zárthelyire

30

Házi feladat elkészítése

Kijelölt írásos tananyag elsajátítása

10

..

Vizsgafelkészülés

50

Összesen

150

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr.Veszprémi Károly

docens

VET (VG)