Předmět Počítačová podpora v elektrotechnice (KTE / PPEL)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu KTE / PPEL - Počítačová podpora v elektrotechnice, Fakulta elektrotechnická, Západočeská univerzita v Plzni (ZČU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

Přehled témat přednášek1.Seznámení s obsahem předmětu, podmínkami zápočtu a zkoušky. Použití výpočetních prostředků v technické praxi. Úvod do práce s výpočetními systémy typu Octave, MATLAB, SageMath, SciLab apod. Seznámení s produkty, a jejich rozšířeními - toolboxy. Užití rozhraní SageNotebook a Octave. Úvod do algoritmizace. Základní výpočetní operace a postupy, operátory, použití nápovědy, základní skupiny knihovních funkcí. Tvorba vlastních funkcí (m-file).2.Práce s maticemi a vektory, maticové operátory (matematický základ těchto funkcí), předdefinované konstanty a proměnné. Funkce pro práci s maticemi. Základy ukládání proměnných do souboru (Octave, MATLAB). Základy tvorby grafů.3.Složitější operace nad maticemi a poli, včetně rozdílů mezi nimi. Řešení soustav lineárních algebraických rovnic. Další matematické funkce (log, odmocniny atp.) Práce s komplexními čísly.4.Základy práce s polynomy. Polynomiální regrese. Řízení běhu výpočtu, řídící konstrukce (cykly, podmínky atp.) Tvorba složitějších funkcí a skriptů. Základní funkce pro textový vstup (pouze Octave a MATLAB) a výstup (input, disp). Základy algoritmizace ? pokračování.5.Grafy, úprava, popisky. Vizualizace výsledků výpočtů.6.Další funkce pro vstup a výstup a jejich aplikace (fprintf, fscanf). Formátovací řetězce. Vstup a výstup do / ze souboru. Binární soubory (jen zmínka), textové soubory a jejich užití. Formátovaný tisk do řetězce a jeho aplikace (např. popisky grafu atp.)7.Pokročilejší formátování grafů, subplot, popisky a jejich formátování, kombinace s dříve uvedenými příkazy. 3D grafy, křivkové a plochy. Barevné palety. Hierarchický model objektů v grafu, funkce get a set.8.Výpočet diferenciálních rovnic a jejich soustav. Diferenciální rovnice vyšších řádů. Příklady aplikace.9.Diferenciální rovnice?dokončení.10.Základy programu LTspice.11.LTspice ? simulace obvodů, parametry obvodů, výsledky simulací. Porovnání s výsledky z výpočetních programů.12.Tvorba komplexních výpočetních programů. Postupy, doporučení.13.Opakování.Plán cvičení1.Úvodní seznámení s WebNetem. Základy práce s výpočetními systémy. Příklady práce s příkazovým řádkem systému SageNotebook. Proměnné, použití operátorů.2.Základní výpočetní operace, proměnné, jejich použití, práce s příkazovým řádkem. Aplikace v elektrotechnických výpočtech: Ohmův zákon, různá zapojení rezistorů.3.Základy výpočtů, jednoduché aplikace, tvorba funkcí. Použití dalších matematických funkcí. Aplikace v elektrotechnických výpočtech: program počítající proud protékající paralelní kombinací dvou rezistorů (první funkce) při daném napětí (druhá funkce volající první funkci). Výpočet střední a efektivní hodnoty (integrál).4.Řešení soustav lineárních rovnic. Tvorba základních grafů. Aplikace v elektrotechnických výpočtech: řešení elektrických obvodů pomocí Kirchhoffových zákonů. Graf ? voltampérová charakteristika lineárního rezistoru.5.Výpočty s polynomy. Polynomiální regrese. Aplikace v elektrotechnických výpočtech: graf ? voltampérová charakteristika nelineární součástky (s využitím regresní křivky).6.1. zápočtový test (základy tvorby výpočetních aplikací) - neomluvená neúčast na testu = 0 bodů. Úpravy grafů.7.Tisk výsledků, formátovaný výstup.8.Různé typy grafů, jejich užití pro zobrazení fyzikálních veličin (quiver, compass atp.) Další typy grafů, 3D grafy. Soustavy rovnic s komplexními čísly. Aplikace v elektrotechnických výpočtech: symbolicko-komplexní zobrazení.9.Řešení diferenciálních rovnic. Aplikace v elektrotechnických výpočtech: přechodné jevy v elektrických obvodech.10.LTspice-základy použití, vytvoření obvodu, možnosti aplikace.11.LTspice-simulace a analýza obvodů.12.2. zápočtový test (pokročilá tvorba výpočetních aplikací - teoretický a praktický test ? výpočetní systémy, LTspice)-neomluvená neúčast na testu = 0 bodů.13.Opakování, zápočty.

Získané způsobilosti

Studenti umí aplikovat možnosti výpočetních systémů typu Octave, MATLAB (a obdobných systémů) na řešení problémů v technické praxi. Umí vyřešit základní výpočtové úlohy z oblasti diferenciálního počtu, zpracování výsledků měření, tvorby grafů a případně i souvisejících výpočetních aplikací.Studenti umí aplikovat základní funkce systému LTSpice pro řešení úloh z oblasti simulací el. obvodů.

Literatura

Zaplatílek, Karel; Doňar, Bohuslav. MATLAB pro začátečníky. 2. vyd. Praha : BEN - technická literatura, 2005. ISBN 80-7300-175-6.Karban, Pavel. Výpočty a simulace v programech Matlab a Simulink. Brno : Computer Press, 2006. ISBN 80-251-1448-3.Hanselman, Duane; Littlefield, Bruce. Mastering MATLAB 6 : a comprehensive tutorial and reference. Upper Saddle River : Prentice Hall, 2001. ISBN 0-13-019468-9.Zaplatílek, Karel; Doňar, Bohuslav. MATLAB : tvorba uživatelských aplikací. Praha : BEN - technická literatura, 2004. ISBN 80-7300-133-0.Zaplatílek, Karel; Doňar, Bohuslav. MATLAB : začínáme se signály. 1. vyd. Praha : BEN - technická literatura, 2006. ISBN 80-7300-200-0.Wimmer, Miloš. Internet a jeho služby. 1. vyd. Plzeň : ZČU, 1996. ISBN 80-7082-276-7.

Požadavky

Požadavky pro udělení zápočtu:aktivita na cvičeních - samostatné bodované úkoly1., 2. a 3. zápočtový testPožadavky ke zkoušce:Znalost odpřednášené a procvičené látkyZápočetZkouška je písemná (závěrečný test) Poznámka:Účast na cvičení je povinná především v týdnech, kdy je na programu:- zahájení semestru a testy- zadávání a kontrola samostatných prací- dle určení cvičícím

Garant

Ing. Petr Kropík, Ph.D.

Vyučující

Ing. Petr Kropík, Ph.D.Ing. Jan MayerIng. Lenka Šroubová, Ph.D.Ing. Pavel Štekl, Ph.D.Ing. Lukáš Koudela, Ph.D.Ing. Petr Kropík, Ph.D.Ing. Jan MayerKarel SlobodníkIng. Lenka Šroubová, Ph.D.Ing. Pavel Štekl, Ph.D.Ing. Martin Zigler