Detail předmětu

Dynamické systémy a jejich simulace

FAST-DU54Ak. rok: 2009/2010

Definice spojitého dynamického systému, fázový prostor, stavové proměnné, konfigurační prostor, řešení dynamického systému, trajektorie, pevné body, fázový portrét, autonomní systémy, evoluční operátor toku.
Analýza rovinných lineárních systémů, kanonické systémy, klasifikační kritéria, redukce konfiguračního prostoru, topologická ekvivalence, topologická klasifikace lineárních systémů v rovině, trojrozměrné lineární systémy, difeomorfismus Poincarého map, vlastní prostory, hyperbolické a nejednoduché pevné body.
Nelineární systémy, linearizace lokálního chování, asymptotická a neutrální stabilita, hyperbolické orbity, tečné prostory, limitní množina, limitní cyklus, atraktor. Přitahující množiny a bazény přitažlivosti, Ljapunovovy exponenty, homoklinické a heteroklinické struktury, strukturální stabilita a bifurkace, bifurkační diagramy, zdvojování period, chaotické chování.
Fraktálové dimenze chaotických atraktorů a hranic bazénů přitažlivosti, symbolická dynamika, analýza časových řad, fyzikální souvislosti.

Jazyk výuky

čeština

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace inženýrských úloh a informatiky (AIU)

Prerekvizity

teoretická mechanika, kinetická teorie, základy teorie množin, lineární algebra, základní numerické metody, programování v objektově oriantovaném jazyce

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Osnovy výuky

1. Základní pojmy - definice spojitého dynamického systému, fázový prostor, stavové proměnné, konfigurační prostor, řešení dynamického systému, trajektorie
2. Pevné body, fázový portrét, autonomní systémy, evoluční operátor toku a jeho použití.
3. Analýza rovinných lineárních systémů, kanonické systémy, klasifikační kritéria, redukce konfiguračního prostoru, topologická ekvivalence, topologická klasifikace lineárních systémů v rovině.
4. Trojrozměrné lineární systémy, difeomorfismus Poincarého map, vlastní prostory, hyperbolické a nejednoduché pevné body.
5. Nelineární systémy, linearizace lokálního chování, asymptotická a neutrální stabilita, hyperbolické orbity, tečné prostory, limitní množina, limitní cyklus, atraktor.
6. Přitahující množiny a bazény přitažlivosti, zdvojování period, Ljapunovovy exponenty, chaotické chování.
7. Konzervativní a disipativní systémy a jejich rozdíly v možných evolučních scénářích.
8. Homoklinické a heteroklinické struktury, strukturální stabilita a bifurkace, bifurkační diagramy.
9. Fraktálové dimenze chaotických atraktorů a hranic bazénů přitažlivosti.
10. Symbolická dynamika, analýza časových řad.
11. Základní numerické metody a algoritmy pro zkoumání dynamických systémů.
12-13. Simulace konkrétních dynamických systémů a zkoumání jejich nelineárních projevů.

Učební cíle

Úvod do teorie dynamických systémů, schopnosti simulace vývoje dynamických systémů a analýzy jejich nelineárních projevů

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program D-K-C-SI doktorský

    obor VHS , 1 ročník, letní semestr, volitelný

  • Program D-P-C-SI doktorský

    obor VHS , 1 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor