Detail předmětu
Počítačem podporovaná řešení inženýrských problémů
FEKT-MPPRAk. rok: 2016/2017
Je proveden výklad numerických metod, používaných v rozšířených programech CADu a v programech pro vědeckotechnické výpočty. Předmět pokrývá nejrozšířenější metody řešení lineárních a nelineárních systémů a jejich problémových částí. V každé skupině jsou metody roztříděny podle vlastností a praktické použitelnosti. Výklad je pak soustředěn na metody osvědčené v praxi. V počítačových cvičeních je ukázáno řešení a srovnání různých výpočtových metod a simulačních programů.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
- Úvod do počítačového řešení elektronických obvodů
- Metody analýzy lineárních obvodů
- Metody analýzy nelineárních obvodů
- Citlivostní analýza obvodů, toleranční analýza
- Počítačové modely aktivních prvků elektronických obvodů
- Počítačové modely vedení
Prerekvizity
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
0-10 bodů za průběžné aktivity ve cvičeních.
0-70 bodů praktická zkouška, povinná část pro absolvování předmětu.
Zkouška je zaměřena na ověření orientace v základní problematice počítačové simulace, řešení obvodů a systémů, výpočtových metod, popisu vlastností systémů, analýzy a syntézy jednoduchých elektronických systémů.
Osnovy výuky
2. Metody analýzy lineárních obvodů (řešení stejnosměrných poměrů v pasivních odporových obvodech, napětí a proudy v obvodech s ustáleným harmonickým stavem, střídavé poměry v linearizovaných obvodech, přechodné děje v jednoduchých setrvačných obvodech, odporové obvody s operačními zesilovači, setrvačné obvody s operačními zesilovači, obvody s dalšími el. akt. prvky, metoda uzlových napětí, modifikovaná metoda uzlových napětí, grafové metody).
3. Metody analýzy nelineárních obvodů (základy analýzy nelin. obvodů, zjednodušování stejnosměrných charakteristik, metoda zatěžovací přímky, numerické řešení nelineárních rovnic).
4. Citlivostní analýza obvodů, toleranční analýza (teoretické základy citlivostní analýzy, citlivost obvodové funkce, citlivost kmitočtových charakteristik, citlivost pólů a nulových bodů, citlivost parametrů pólů, víceparametrové souhrnné citlivosti, toleranční analýza – základní princip).
5. Počítačové modely aktivních prvků elektronických obvodů (modelování vstupních a výstupních obvodů, kmitočtově závislé modely, modelování dynamických parametrů, příklady modelů, popis modelů v počítačových programech).
6. Počítačové modely vedení (modelování vedení, typy modelů vedení, příklady modelů, popis modelů v počítačových programech).
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
Dobeš, J. Modely polovodičových prvků. Skriptum FEKT VUT v Brně, Ústav mikroelektroniky, Brno 2003. (CS)
Dostál, J. Operační zesilovače konstrukce, obecné zásady analýzy a syntézy operačních obvodů. Vydavatelství technické literatury BEN, Praha 2005. (CS)
Láníček, R. Simulační programy pro elektroniku. Vydavatelství technické literatury BEN, Praha 2002. (CS)
Punčochář, J. Operační zesilovače v elektronice. Vydavatelství technické literatury BEN, Praha 2002. (CS)
Vlach, J., Singhal, K. Computer Methods for Circuit Analysis and Design. Second Edition. Van Nostrand Reinhold Company, New York 1993. (EN)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program EEKR-M1 magisterský navazující
obor M1-TIT , 2 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
obor M1-EST , 1 ročník, zimní semestr, volitelný mimooborový - Program EEKR-M magisterský navazující
obor M-TIT , 2 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
obor M-EST , 1 ročník, zimní semestr, volitelný mimooborový - Program AUDIO-P magisterský navazující
obor P-AUD , 2 ročník, zimní semestr, volitelný mimooborový
- Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)
obor ET-CZV , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
Základy numerických a symbolických metod.
Metody analýzy lineárních obvodů.
Heuristické a algoritmické metody.
Maticové aloritmické metody.
Grafové algoritmické metody.
Symbolická analýza systémů v operátorové oblasti.
Semisymbolická a numerická analýza systémů.
Řešení soustav nelineárních algebraických rovnic.
Řešení soustav nelineárních diferenciálních rovnic.
Aproximace, interpolace a extrapolace.
Počítačové modely prvků elektronických obvodů.
Cvičení na počítači
Vyučující / Lektor
Osnova
Numerické a symbolické algoritmy.
Řešení elektrických obvodů pomocí tabulkového procesoru.
Simulace v programu MicroCap.
Simulace v programu PSPICE.
Práce na projektu.
Výpočet kořenů charakteristických polynomů.
Práce na projektu.
Algoritmy symbolické a semisymbolické analýzy.
Simulace v programu SNAP.
Práce na projektu.
Aproximace, interpolace a extrapolace.