Diplomové práce
Meno študenta
Bc. Peter Ondrušek
Bc. Lukáš Mydla
Bc. Stanislav Kruppa
Vedúci práce
Katedra mechatroniky a elektroniky
Školský rok: 2014/2015
Názov práce
Anotácia
prof.Branislav Dobrucký
Modelovanie prenosových vlastností
rezonančného striedača s LC(T)LC filtrom
Rezonančný striedač s LCTLC filtrom sa vyznačuje harmonickým výstupným napätím (s
veľmi malým skreslením), ako aj jeho nezávislosťou na veľkosti záťaže pri zhodnosti
rezonančnej a spínacej frekvencie. Cieľom diplomovej práce je teoretická analýza a
modelovanie prenosových vlastností, t.j. napäťovej amplitúdovej a fázovej prenosovej
charakteristiky (v závislosti na frekvencii) pri parametrických zmenách záťaže a pomeru
spínacej a rezonančnej frekvencie. Ako programovacie prostredie je odporúčaný Matlab
(Matlab Simulink). Overenie výsledkov simulačných experimentov s modelom je možné
vykonať v prostredí OrCAD (LTSpice) a variant s vybranými parametrami overiť na
fyzikálnom modeli (v zmenšenej výkonovej mierke).
doc. Jozef Čuntala
Simulácia teplotného poľa kapacitora v
impulznej prevádzke
Cieľom DP je previesť dynamickú tepelnú simuláciu elektrolytického kapacitora Nichicon v
impulznej prevádzke. Súčasťou riešenia je aj vývoj simulačného modelu v prostredí
COMSOL. Výsledky simulácií je potrebné verifikovať s fyzikálnou realizáciou a meraním
teploty na dostupných miestach kapacitora.
Inšpekčný systém na báze virtuálnej
inštrumentácie
Moderné inšpekčné systémy využívané v mechatronike nahrádzajú ľudský faktor. Zvyšujú
efektívnosť a objektívnosť vykonávaných činností za pomoci implementácie strojového
videnia do procesu získavania informácií o systéme resp. výstupnej kontroly. V danej
diplomovej práci by mal autor spracovať kritickú analýzu súčasného stavu o využití
počítačového videnia v oblasti mechatroniky s príkladmi využitia. V ďalšej práci by mal
autor navrhnúť vizuálny systém (HW a SW) pre identifikáciu, triedenie, resp. inú zadanú
úlohu. V práci by mal autor rozobrať aj základné algoritmy pre počítačové videnie.
Pracovná platforma bude reprezentovaná vývojovým prostredím LabVIEW s modulmi
Vision Builder for AI 2010 a Vision Assistant.
Flexibilný produkčný mechatronický systém
s modulárnou koncepciou
Cieľom riešenia v diplomovej práci je navrhnúť, vyrobiť a overiť funkčný prototyp pružného
mechatronického systému s modulárnou koncepciou určený na viacúčelové produkčné
operácie, ktorý pomocou kognitívnej zložky na báze PLC automatu bude riadiť flexibilnú
výrobu produktov (vŕtať, frézovať, vypaľovať, kresliť požadovaný tvar/vzor) na základe
riadiacich signálov z dátových súradníc zo vstupného modulu (počítača). Súradnice bude
možne zadávať manuálne alebo automaticky z rôznych zdrojov (napríklad súbor dát z
tabuľkového editora, súbor dát zo spracovania obrazu, atď.) s následným vytvorením
súradnicovej matice, z ktorej riadiaci modul (PLC automat) flexibilne riadi produkčný modul
na výrobu požadovaného výrobku.
doc. Libor Hargaš
doc. Pavel Pavlásek Ing.
Ladislav Stroka, PhD. –
Siemens s.r.o.
Bc. Pridala Michal
doc. Michal Frivaldský
Ing. Šúpolík Martin
Realizácia meniča so širokým rozsahom
ZVS a nulovým cirkulačným prúdom s
výstupom 48V/1000W.
Návrh schémy zapojenia výkonovej časti meniča prispôsobený na už navrhnutú riadiacu
dosku. Návrh a výpočtu súčiastok, tranzistorov, transformátorov, tlmiviek, chladičov. Návrh
dosky plošných spojov. Oživenie meniča, meranie priebehov – porovnanie s teoretickými
simuláciami. Meranie účinnosti.
Spracovanie katalógových údajov daných výrobcom príslušných súčiastok. Príprava
Experimentálne vyšetrovanie vlastností GaN
relevantných testovacích zariadení na vyšetrovanie v oblasti vysokofrekvenčnej prevádzky.
a SiC výkonových tranzistorových štruktúr v
Vyhodnotenie stratových pomerov v rôznych komutačných režimoch a vzájomné
rôznych komutačných režimoch v oblasti
porovnanie zvolených polovodičových štruktúr.
vysokých spínacích frekvencií
Zhodnotenie a odporúčania pre vedu a prax.
doc. Michal Frivaldský
Tvorba PSpice simulačných modelov GaN
výkonových tranzistorových štruktúr a ich
verifikácia pomocou experimentálnych
meraní
Spracovanie katalógových údajov daných výrobcom príslušných súčiastok. Analýza
vnútornej štruktúry. Tvorba a príprava simulačného modelu v prostredí OrCAD Capture.
Overenie funkcionality a experimentálna verifikácia.
Návrh procedúry na optimálnu voľbu
súčiastok primárnej a sekundárnej strany
vysokofrekvenčných DC/DC izolovaných
meničov
Analýza súčasného stavu v oblasti metodiky a návrhu voľby na dimenzovanie výkonových
polovodičových súčiastok . Spracovanie metodických postupov s cieľom o dosiahnutie
normatívnych hodnôt kvalitatívnych ukazovateľov DC/DC meničov. Návrh optimálneho
postupu a jeho overenie pomocou simulačnej analýzy na zvolenej vzorke meniča.
Zhodnotenie a odporúčania.
Návrh digitálneho riadiaceho systému pre
multirezonančný menič s veľmi vysokou
spínacou frekvenciou
Analýza požiadaviek na riadenie VF multirezonančných meničov. Možnosti aplikácie
procesorového riadenia na meniče so spínacou frekvenciou vyššou ako 1MHz. Návrh a
simulácia riadiaceho algoritmu. Implementácia do vybraného systému a overenie na fyz.
vzorke meniča. Zhodnotenie získaných poznatkov.
Návrh riadenia SMPM pre pohon
elektrického vozidla.
Analýza súčasného stavu v oblasti diskrétneho riadenia synchrónnych motorov s
permanentnými magnetmi. Analýza trakčného profilu elektrického vozidla - výber vhodného
algoritmu riadenia SMPM pre pohon elektromobilu. Simulácia riadiaceho algoritmu.
Implementácia riadiaceho algoritmu do procesora. Overenie vlastností riadiaceho algoritmu
na reálnom motore.
Návrh a implementácia digitálneho riadenia
polovodičového meniča s výkonom do
1000W
Diplomová práca sa zaoberá analýzou a návrhom digitálneho riadenia spínaných zdrojov
zo zameraním sa na progresívne spôsoby návrhu objektovo orientovaným programovaním.
Analýza súčasného stavu návrhu digitálneho riadenia SMPS. Identifikácia sústavy a
výpočet prenosovej funkcie hlavného obvodu zvoleného SMPS. Návrh digitálneho riadenia
zvoleného SMPS v prostredí MATLAB. Simulácia navrhnutého digitálneho riadenia
aplikovaného na model hlavného obvodu zvoleného SMPS v prostredí PSPICE.
Algoritmizácia navrhnutého digitálneho riadenia pre zvolený typ DSP (preferovaný DSP:
TEXAS: Piccolo TMS320F28027). Vytvorenie programu pre DSP. Overenie digitálneho
riadenia na fyzikálnej vzorke SMPS.
doc. Peter Drgoňa
Ing. Andrej Kaňovský
DELTA Electronics
(Slovakia) s. r. o.
doc. Peter Drgoňa
Návrh budiaceho obvodu pre obojsmerný
spínač maticového meniča
Ing. Michal Praženica
Návrh dvojstupňového meniča
Zvárací invertor s PFC
Bc. Vokel Jozef
Úsporné zapojenie s asynchrónnymi
motormi
Ing. Slavomír Kaščák
prof. Pavol Špánik
Ing. Rastislav Havrila
Cieľom práce je návrh budiacich obvodov pre obojsmerné spínače používané v maticových
meničoch. Súčasťou riešenia je výber - návrh vhodnej topológie, vytvorenie simulačného
modelu (Matlab, OrCad) a realizácia experimentálnej vzorky budiaceho obvodu.
Cieľom práce je navrhnúť dvojstupňový menič pozostávajúci z rezonančného a maticového
meniča. Súčasťou riešenia je výber - návrh (LCL2C2 + HB_MxC) vhodnej topológie a
vytvorenie simulačného modelu (Matlab, OrCad). V prípade priaznivých výsledkov aj
realizácia experimentálnej vzorky meniča.
Cieľom práce je navrhnúť zvárací invertor s PFC regulátorom. Súčasťou riešenia je výber
vhodnej topológie, vytvorenie simulačného modelu (OrCad) a realizácia experimentálnej
vzorky meniča.
Naštudovanie problematiky rekuperácie energie pomocou asynchrónnych motorov.
Vytvorenie algoritmu riadenia pomocou zvoleného výpočtového prostriedku. Algoritmus
riadenia bude pozostávať z vektorového riadenia asynchrónneho motora v momentovej a
otáčkovej slučke. Následne bude vykonaná simulačná analýza navrhnutého algoritmu.
Experimentálne overenie bude vykonané pomocou spojenia dvoch asynchrónnych motorov
a vyrobená energia sa bude premieňať na teplo v brzdných odporov, prípadne ukladať do
ultrakapacitorov.
Manažment toku energie medzi viacerými
zdrojmi energie a elektrickým motorom
Cieľom práce bude optimalizácia toku energie v palubnej sieti. Ako základné zdroje energie
budú použité batérie (trakčná sieť) a ultrakapacitorový modul. Navrhnutie algoritmu podľa
zadefinovaných požiadaviek. Výstupom práce by mal byť simulačný model, ktorý si
kontroluje stav nabitia vstupných zdrojov (batéria, ultrakapacitor) a upravuje jeho stav na
základe rýchlosti vozidla.
Digitálne riadenie obojsmerného DC-DC
meniča v prúdovom režime
Cieľom práce bude analýza problematiky riadenia DC-DC meniča v prúdovom režime.
Simulačná analýza a porovnanie viacerých techník riadenia v prúdovom režime a výber tej
najvhodnejšej Overenie zvolenej techniky na fyzikálnom modeli DC-DC meniča.
Predmetom riešenia diplomovej práce bude návrh testovacieho zariadenia pre umožnenie
komplexnej diagnostiky trojfázových napäťových striedačov vyrábaných v EVPÚ a.s. Pôjde
o celý typový rad napäťových striedačov s výkonom od 11kVA do 130kVA. Striedače sú
napájané jednosmerným napätím v rozsahu od 400V do 800V, obsahujú unifikovaný
riadiaci systém a taktiež jednotný aplikačný software. Navrhnuté testovacie zariadenie musí
umožniť preverenie všetkých funkcií striedača v ručnom a automatickom režime, pričom
Návrh testovacieho zariadenia pre trojfázové
výstup testov bude možné archivovať vo vhodnom digitálnom formáte (napr. pdf).
napäťové striedače
Zariadenie taktiež umožní overiť a skalibrovať merané analógové signály, ako napr. napätie
jednosmerného medziobvodu, výstupné prúdy jednotlivých fáz striedača, teplotu okolia, atď.
Súčasťou testovacieho zariadenia bude vhodne navrhnutá záťaž. V automatickom režime
bude možná realizácia tzv. zahorenia testovaného striedača, pričom tento proces prebehne
pri simulácii rôznych dynamických stavov so sledovaním správnej činnosti testovaného
meniča.
Návrh testovacieho zariadenia pre DC/DC
meniče
Predmetom riešenia diplomovej práce bude návrh testovacieho zariadenia pre umožnenie
komplexnej diagnostiky DC/DC meničov s galvanickým oddelením. Rozsah napájacieho
napätia meničov je od 400V do 800V. Výstupné napätie je 24V, 48V, alebo 110V. Meniče
zabezpečujú napájanie palubnej siete v železničných dopravných prostriedkoch a taktiež
nabíjanie palubnej batérie. Majú unifikovaný riadiaci systém a aplikačný software.
Navrhnuté testovacie zariadenie musí umožniť preverenie všetkých funkcií DC/DC meniča
v ručnom a v automatickom režime, pričom výstup testov bude možné archivovať vo
vhodnom digitálnom formáte. Zariadenie taktiež umožní kontrolu a archiváciu meraných
analógových signálov. Súčasťou testovacieho zariadenia bude vhodne navrhnutá záťaž. V
automatickom režime bude možná realizácia tzv. zahorenia testovaného DC/DC meniča,
pričom tento proces prebehne pri simulácii rôznych dynamických stavov so sledovaním
správnej činnosti testovaného meniča.
Zobrazovacia, komunikačná a diagnostická
jednotka pre mikropočítač TMS320F28335
Diplomová práca sa bude zaoberať návrhom zobrazovacej jednotky s displejom a
klávesnicou pre realizáciu rozhrania človek stroj za účelom diagnostikovania stavov a
nastavenia mikropočítačového systému. Zobrazovacia jednotka bude obsahovať nezávislú
pamäť, v ktorej bude možné uchovať informácie o nastavení jednotlivých systémov, pričom
bude umožnený prenos týchto nastavení medzi kompatibilnými zariadeniami. Jadrom práce
bude návrh obvodového riešenia a realizácia funkčného modulu displeja s klávesnicou a
spracovanie programového vybavenia v takej miere, aby bolo možné posúdiť funkciu
systému. Zobrazovacia a komunikačná jednotka musí byť vyhotovená tak, aby jej použitie
bolo možné v priemysle a v dopravnej infraštruktúre železníc.
Ing. Ondrej Hock
Realizácia polohovania funkčného modelu
manipulátora
Študent navrhne dva funkčné polohovacie algoritmy v prostredí Matlab, s využitím
SimMechanics tollbox (simulovanie mechanickej časti) a Instrument control toolbox
(komunikácia po ethernetovej linke), pre manipulátor dodaný firmou EVPU a porovná ich.
Práca bude nadväzovať na riešenie minuloročnej DP (J. Foltán - Realizácia simulačného
modelu polohovateľného kresla)
Ing. Marek Paškala
Návrh a realizácia riadiacej elektroniky
vypekacej pece spolupracujúcej s
prostriedkami virtuálnej inštrumentácie
Analýza súčasného stavu. Teoretická analýza metód riadenia, výber vhodnej metódy
riadenia. Návrh a realizácia výkonovej, riadiacej elektroniky. Vytvorenie vizualizácie
procesu pomocou prostriedkov virtuálnej inštrumentácie. Overenie funkčnosti a
zhodnotenie dosiahnutých výsledkov.
Ing. Juraj Koscelník
Riadenie viacprvkového rezonančného
meniča nízkofrekvenčnou moduláciu
Práca sa zoberá riadením vybranej topológie viacprvkového rezonančného meniča.
Pomocou VF modulácie na vstupe je riadený výstup rezonančného meniča s
nízkofrekvenčnou moduláciou obálky výstupného napätia. Úlohou bude navrhnúť riadiaci
systém uvedeného meniča, overiť simulačne jeho činnosť (Matlab, Orcad, SLPS) a
realizovať riadiaci systém v prostredí DSpace pre reálne overenie jeho činnosti.
Ing. Martin Galád
Návrh usb solárnej nabíjačky
Cieľom diplomovej práce je návrh a konštrukčné riešenie solárnej nabíjačky na nabíjanie
spotrebičov cez usb. V práci bude analýza súčasného stavu v rámci fotovoltiky a
akumulácie energie v batérií. Porovnanie možných topológií a jej výber. Simulačné
overenie vybranej topológie a stavba fyzikálnej vzorky.
prof. Pavol Špánik
Ing. Rastislav Havrila
Ing. Rastislav Havrila
doc. Peter Drgoňa
Bc. Miroslav Hús
Návrh meniča pre jednofázový motor s
rozbehovým kondenzátorom s možnosťou
regulácie otáčok
Cieľom diplomovej práce je navrhnúť schému a riadenie (Matlab/Simulink) meniča v
spolupráci s jednofázovým motorom s rozbehovým kondenzátorom. Následne simulačne
overiť funkčnosť zapojenia a riadenia (SLPS – spolupráca OrCAD a Matlab) a zhotoviť
funkčnú vzorku meniča.
Ing. Viliam Jaroš
Identifikačné metódy na získanie prenosu
sústavy
Diplomová práca sa bude zaoberať prehľadom identifikačných metód, ich matematických
modelov a postupov potrebných na získanie prenosu identifikovanej sústavy. Práca bude
zameraná na rozbor pasívnych aj aktívnych identifikačných metód a ich možnosť využitia
vo výkonových polovodičových systémoch. Podstatou identifikačných metód je, že zo
vstupných a výstupných dát (priebehov veličín) systému určiť prenos daného systému.
Súčasťou bude aj simulačné overenie vybranej identifikačnej metódy pomocou Matlab /
Simulink.
Ing. Pavol Štefanec
Porovnanie metód analýzy a riešenia
výkonových polovodičových systémov
Cieľom práce je porovnať jednotlivé metódy analýzy výkonových polovodičových systémov
a vyhodnotenie vhodnosti použitia pre konkrétne aplikácie a
zahrnúť do porovnania metódu spínacích impulzových funkcií (impulse switching function).
Ing. Tomáš Laškódy
Download

Diplomové práce