Detail předmětu

Modelování a simulace

FEKT-BPC-MODAk. rok: 2024/2025

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

6

Garant předmětu

prof. Ing. Pavel Václavek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a měřicí techniky (UAMT)

Vstupní znalosti

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

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

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.
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

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 BPC-AMT bakalářský 2 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Pavel Václavek, Ph.D.

Osnova

1 Základní pojmy, model, simulace. Vztah reálný systém-model. Stavový popis. Stavový popis systémů, souvislosti stavového a V/V popisu systému, linearizace.
2 Analogové modely, operační zesilovač, základní stavební prvky, problémy měřítek.
3 Matlab Simulink, numerické metody řešení dynamických systémů.
4 Modely mechanických dynamických systémů - základní prvky.
5 Modely mechanických dynamických systémů-metoda uvolňování, Lagrangeovy rovnice.
6 Modelování dynamických systémů pomocí vazebních grafů. Zjednodušování grafů, přidělení kauzality. Modelovací schéma z vazebního grafu.
7 Modelování dynamických systémů pomocí vazebních grafů. Principy modelování elektrických systémů.
8 Kolize kauzality, algebraické smyčky.
9 Modelování dynamických systémů pomocí vazebních grafů. Principy modelování mechanických systémů.
10 Modelování náhodných jevů
11 Systémy diskrétních událostí
12 Modelování tepelných a hydraulických systémů včetně příkladů
13 Shrnutí a opakování

Cvičení odborného základu

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Pavel Václavek, Ph.D.

Osnova

1 Stavový a V/V popis systémů
2 Měřítka a numerické metody
3 Modely mechanických systémů
4 Modelování pomocí vazebních grafů – elektrické systémy
5 Modelování pomocí vazebních grafů – mechanické systémy
6 Systémy diskrétních událostí
7 Shrnutí a opakování

Cvičení na počítači

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Pavel Václavek, Ph.D.

Osnova

1 Matlab Simulink 1
2 Matlab Simulink 2
3 Matlab Simulink 3
4 Matlab Simulink 4
5 Systémy diskrétních událostí – Witness 1
6 Systémy diskrétních událostí – Witness 2