Modelování mechatronických systémů v Matlab SimMechanics

Kniha "Modelování mechatronických systémů v Matlab/SimMechanics" se zabývá počítačovým modelováním v prostředí Matlab/SimMechanics. Toto rozšíření Simulinku bylo vytvořeno pro řešení kinematiky a dynamiky soustav tuhých těles (MBS - multi body system). Relativně snadno zde můžeme modelovat i velmi složité prostorové mechanismy jako jsou průmyslové roboty, části automobilů a letadel, výrobní stroje apod. Tyto modely lze jednoduše propojit s bloky klasického Simulinku a vytvářet tak komplexní modely (např. elektromechanické, tepelně-mechanické, mechatronické a jiné). Zásadním přínosem SimMechanics je automatická tvorba modelu, kdy uživatel zadává pouze geometrii a vlastnosti těles a vazeb mezi nimi. Odpadá tak často značně náročný proces "ručního" odvození pohybových rovnic, úspora času je významná a je možné řešení řádově složitějších problémů.

Obsah knihy vychází z několikaletých zkušeností s výukou modelování v Simulinku a SimMechanics. Zaměřuje se na teoretické základy, které jsou pro úspěšné zvládnutí SimMechanics podstatné, a následně na konkrétní problémy formou řešených úloh. Kniha "Modelování mechatronických systémů v Matlab/SimMechanics" je vhodným doplňkem "helpu", nikoli jeho překladem.

V první kapitole je představen SimMechanics, uvedeny základní souvislosti, diskutovány možnosti použití a jsou zodpovězeny FAQ. Druhá kapitola se zabývá základy prostorové kinematiky, která většinou nebývá zařazena v kurzech mechaniky magisterských oborů a je pro pochopení simulace mechanismů v 3D klíčová. Ve třetí kapitole je zmíněna otázka dynamiky MBS, zvláště s ohledem na současné trendy v této oblasti. Čtvrtá kapitola se zabývá základními pojmy a principy stavby mechanického modelu v SimMechanics a jeho propojení s modely jiné fyzikální podstaty (elektrický, tepelný, hydraulický, řídící a jiné). V páté kapitole jsou pak uvedena řešení některých pokročilejších problémů jako jsou linearizace, hledání rovnovážné polohy (trimming), valení a tření. Pozornost je také věnována vizualizaci chování systému v prostředí virtuální reality s využitím VRML Toolboxu. Šestá kapitola obsahuje řešené úlohy od velmi jednoduchých po komplexní. Jedná se např. o problémy: Mechanický oscilátor, Let rakety s úbytkem paliva, Špalíková brzda, Přímá a inverzní kinematika manipulátoru a jeho vizualizace, Dynamika rotorové soustavy a další. Všechny modely jsou zdokumentovány a jsou přístupné ze sekce "Download".

Kniha "Modelování mechatronických systémů v Matlab/SimMechanics" je určena studentům, akademickým pracovníkům a inženýrům, kteří se zabývají modelováním v Matlab/Simulink. Zájemcům o modelování mechanických systémů poskytne informaci o možnostech SimMechanics a případně usnadní počáteční úsilí nutné k jeho zvládnutí.

Stručný obsah

1. Úvod, FAQ, strategie využití SimMechanics
2. Prostorová kinematika
3. Dynamika MBS
4. Základy SimMechanics
5. Pokročilejší problémy v SimMechanics
6. Řešené úlohy