Forelæsninger, gruppearbejde i mekatroniske teams og projektopgaver vedrørende mekatroniske maskiner og produkter. Hjemmeopgaver. Anvendelse af IT-værktøjer til design og styring.
At lære deltagerne: - at anvende moderne styretekniks teori, principper og metoder til matematisk modellering, simulering og konstruktion af mekatroniske maskiner og produkter. - at arbejde med kravsspecifikationer, modelformulering, analyse, simulering, syntese og implementering af multivariable dynamiske systemer med hovedsigte på styring af maskiner og maskinsystemer. - at bruge IT-værktøjer til analyse og design af sådanne systemer, bl.a. Matlab/Simulink, samt implementering, test og validering af systemerne. - at forberede og skrive en sammenhængende professionel teknisk rapport.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Formulere og vurdere kravspecifikationer for styringer til maskiner og mekatroniske produkter.
Opsøge og udvælge standardkomponenter ud fra kravspecifikationer til styring af maskiner og mekatroniske produkter.
Udlede og forklare matematiske modeller af maskintekniske systemers dynamiske og stationære opførelse med vægt på de styreenheder, gear, lejer, forstærkere, aktuatorer, ventiler, føringer og sensorer der indgår i maskiner og mekatroniske produkter.
Konceptudvikle og gennemføre simulering ved brug af IT-værktøjet Matlab/Simulink til analyse, syntese, design og implementering.
Udarbejde og anvende tegninger af blokdiagrammer, tilstandsmodeller og maskinelementer til konstruktion af styresystemer ud fra kravspecifikationer og kriterier.
Gennemføre linearisering af de ulineære funktioner der beskriver multivariable maskinsystemer.
Analysere dynamisk og stationær performans og stabilitet ved brug af transient og stationær analyse samt frekvensanalyse.
Tilrettelægge og gennemføre et styreteknisk projekt, hvis resultater skabes i et teamwork, fra idé til en professionel konceptuel prototype dokumenteret i en teknisk rapport.
Gennemføre test, evaluering og validering af den foreslåede prototypes systemegenskaber.
Evaluere og give konstruktiv kritik af eget og andres projektarbejder.
Tilrettelægge og formulere en forståelig teknisk rapport.
Kursusindhold:
Formulering af styreproblemet og designproblemet i forbindelse med design af systemer til styring af maskiner og mekatroniske produkter med hovedvægt på bevægelsesstyring (Motion control). Modellering, analyse, simulering, design og eksperimentel evaluering af disse dynamiske systemer ved brug af blokdiagrammer og tilstandsmodeller. Modellering af maskindynamik i komponenter og maskinsystemer med vægt på transmissioner, gear, drev, ventiler, føringer, aktuatorer og robotter. Linearisering af ulineære systemer. Formulering og vurdering af kravspecifikationer samt koncept og design af styringer til maskiner og mekatroniske produkter. Analyse af dynamik og stabilitet. Regulatordesign. Servosystemdesign. Observer design. Modeltransformation af kontinuerte systemer til tidsdiskrete systemer med henblik på computerstyring af maskintekniske systemer. Projekt vedrørende styreteknisk modellering, simulering og evaluering af industrielle mekatroniske systemer.
Litteratur:
Modern Control Systems by R. C. Dorf and R. H. Bishop. Prentice Hall 11. ed. 2008. Egne kompendier vedrørende mekatronik design på engelsk.
