Detail předmětu

Modelování a simulace

FEKT-BMODAk. rok: 2017/2018

Model, modelování, simulace, emulace. Modely dynamických systémů. Numerické metody řešení spojitých dynamických systémů. Modelování pomocí Lagrangeových rovnic. Modelování pomocí vazebních grafů. MATLAB-Simulink nástroj pro modelování dynamických systémů. Systémy diskrétních událostí.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Pavel Václavek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a měřicí techniky (UAMT)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen
- systematicky sestavovat abstraktní modely mechanických, elektromechanických a jiných systémů
- provádět simulaci a základní analýzu takových systémů pomocí univerzálního programového vybavení MATLAB-Simulink
- provádět normalizaci modelů pro použití na mikroprocesorech
- linearizovat modely nelineárních systémů
- sestavovat základní modely systémů diskrétních událostí

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení odborného základu a cvičení na počítači. V rámci cvičení jsou vypracovávány testy pro ověření znalostí.

Způsob a kritéria hodnocení

Studenti jsou hodnoceni průběžně během studia na cvičeních a půlsemestrálním testem. Za semestr tak mohou získat max. 30bodů. Podmínkou udělení zápočtu je účast na povinné části výuky a získání alespoň 10 bodů v průběhu semestru.
Závěrečná zkouška je hodnocena max. 70ti body.

Osnovy výuky

Základní pojmy model, simulace, emulace. Vztah reálný systém – model
Stavový popis systémů
Souvislosti stavového a V/V popisu dynamických systémů
MATLAB-Simulink, numerické metody řešení spoj. dyn. systémů
Modely mechanických dynamických systémů.
Modely mechanických dynamických systémů. Metoda uvolňování
Modelování mechanických systémů pomocí Lagrangeových rovnic
Základní modely tepelných a hydraulických systémů.
Modelování dynamických systémů pomocí vazebních grafů
Modelování elektrických dynamických systémů pomocí vazebních grafů
Modelování mechanických dynamických systémů pomocí vazebních grafů
Modelování systémů diskrétních událostí – základní pojmy
Simulace systémů diskrétních událostí

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit posluchače s metodami sestavování abstraktních modelů k různým fyzikálním a jiným reálným systémům. Seznámit posluchače s metodami simulace takových systémů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

Šolc, F., Václavek, P.: Modelování a simulace, ET VUT FEKT Brno (CS)

Doporučená literatura

Horáček, P.:Systémy a modely, ČVUT Praha, 1998. (CS)
Karnopp D.C., Margolis D.L., Rosenberg R.C.:System Dynamics a Unified Approach. J. Wiley,1990. (EN)
MATLAB-Simulink Reference manual. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-B bakalářský

    obor B-AMT , 2 ročník, letní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Pavel Václavek, Ph.D.

Osnova

Základní pojmy model, simulace, emulace. Vztah reálný systém – model
Stavový popis systémů
Souvislosti stavového a V/V popisu dynamických systémů
MATLAB-Simulink, numerické metody řešení spoj. dyn. systémů
Modely mechanických dynamických systémů.
Modely mechanických dynamických systémů. Metoda uvolňování
Modelování mechanických systémů pomocí Lagrangeových rovnic
Základní modely tepelných a hydraulických systémů.
Modelování dynamických systémů pomocí vazebních grafů
Modelování elektrických dynamických systémů pomocí vazebních grafů
Modelování mechanických dynamických systémů pomocí vazebních grafů
Modelování systémů diskrétních událostí – základní pojmy
Simulace systémů diskrétních událostí

Cvičení odborného základu

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Pavel Václavek, Ph.D.
Ing. Jan Glos, Ph.D.

Osnova

Stavový popis systému a jeho využití
Stavový popis spojitého dynamického systému
Sestavení matematického modelu jednoduchého mechanického systému
Sestavení matematického modelu elektromechanického systému.
Vazební graf složitějšího elektrického systému.
Vazební graf mechanického systému.

Cvičení na počítači

7 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jan Glos, Ph.D.
Ing. Ondřej Bartík

Osnova

MATLAB-Simulink, základní informace o systému.
Sestavení abstraktního modelu a jeho simulace v systému MATLAB-Simulink.
Speciální funkce systému MATLAB-Simulink