Předmět Simulace dynamických systémů (MTI / SDS)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu MTI / SDS - Simulace dynamických systémů, Fakulta mechatroniky a MIS, Technická univerzita v Liberci (TUL).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

Přednášky:1. Popis systému. Deduktivní a induktivní přístup k formulaci modelu. Matematicko-fyzikální analýza.2. Simulační experiment.3. Vnitřní a vnější popis dynamického systému. Dynamická podobnost systémů. Pohyb dynamického systému, rovnovážný stav, stabilita.4. Stavový popis systému, stavová trajektorie. Metody volby stavového vektoru. Technická funkce. Systémy s dopravním zpožděním. Stavový popis lineárního systému.5. Číslicová simulace, simulační model. Simultánní integrace. Dynamická a statická část modelu, algebraická smyčka.6. Ověření výsledků simulačního experimentu, chyby výpočtu.7. Počítačový model. Numerické řešení obyčejných diferenciálních rovnic. Metody Runge-Kutta, metody prediktor-korektor. Volba časového kroku simulačního výpočtu.8. Graf přenosu výkonu jako model dynamického systému. Konstrukce výkonového vazebního grafu.9. Modely mechanických a elektrických systémů.10. Modely snímačů, zesilovačů a měničů výkonu.11. Kolize ve vazebních grafech výkonu. C-pole, I-pole, R-pole.12. Simulační stavová schémata. Stavové rovnice.13. - 14. Příklady komplexně řešených úloh.CvičeníSimulace základních i složitějších dynamických modelů založených na mechanickém, elektrickém principu. Programování experimentu v reálném čase. Verifikace počítačového modelu. Volba numerické metody.1. MATLAB/Simulink, seznámení s prostředím a se základními funkcemi (rozšíření k Základům spojitého řízení). Grafické zobrazení dat, záznam, čtení, ukládání a další manipulace s daty.2. Simulace lineárních dynamických systémů, ustálené hodnoty - model sedačky.3. Simulace nelineárních dynamických systémů, omezení - pingpongový míček.4. Simulace nelineárních dynamických systémů, skutečná nelinearita - nádrže.5. Stavový popis - elektron v elmag poli.6. Repetiční a iterační výpočty, přepočet okrajových podmínek - nosník.7. Úlohy s dopravním zpožděním.8. Úvod do konstrukce grafu toku výkonu. Řešení jednoduché úlohy (R,I,C + jeden uzel) elektrického obvodu a mechanického systému.9. - 11. Řešení složitějších úloh grafu toku výkonu (R,I,C,TF,GY,0,1), sestavení simulačního schématu počítačového modelu, stavový popis, kolize hran, algebraická smyčka.12. - 13. Řešení komplexního příkladu (automobilové odpružení).14. Udílení zápočtů.Informace ke kombinované nebo distanční formě:Rozsah konzultací (soustředění) 18 hodin za semestr.Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly:Výuka v kombinované formě studia je podporována elektronickými studijními materiály dostupnými prostřednictvím Internetu. Jednak v klasické formě, v současné době běžně využívané studenty prezenčního studia, jednak ve formě e-learningových nástrojů v prostředí CLIX, včetně zavedené diskusní skupiny k tomuto předmětu.

Získané způsobilosti

Student získá teoretické poznatky a praktické dovednosti z oblasti simulace lineárních i nelineárních systémů. Je schopen tvořit nejen rovnice popisující statické, ale i dynamické chování systémů a konstruovat graf toku výkonu.

Literatura

ZÍTEK, P., PETROVÁ, R.:. Matematické a simulační metody. ČVUT Praha, 1996. ISBN 80-010-01524-6.ZÍTEK, P.:. Simulace dynamických systémů. SNTL, Praha, 1990. ISBN 80-03-00330-X.Horáček, P.:. Systémy a modely. ČVUT Praha, 2000. ISBN 80-01-01923-3.

Požadavky

Podmínkou zápočtu je aktivní účast na cvičeních, úspěšné absolvování kontrolního testu. Zkouška je písemná a ústní.

Garant

doc. Ing. Libor Tůma, CSc.

Vyučující

doc. Ing. Libor Tůma, CSc.Ing. Petr Školník, Ph.D.doc. Ing. Libor Tůma, CSc.