Vyučující
|
-
Gazdoš František, doc. Ing. Ph.D.
-
Vojtěšek Jiří, doc. Ing. Ph.D.
|
Obsah předmětu
|
Obecné postupy vytváření matematických modelů spojitých procesů, klasifikace modelů, modely ustáleného stavu a dynamiky. Aproximace funkcí, polynomiální aproximace, ortogonální funkce a polynomy. Simulace ustáleného stavu procesů se soustředěnými parametry, řešení lineárních a nelineárních rovnic, iterační metody. Simulace dynamiky procesů se soustředěnými parametry, numerické metody řešení obyčejných diferenciálních rovnic, jednokrokové a vícekrokové metody. Simulace ustáleného stavu a dynamiky procesů s rozloženými parametry, okrajové úlohy, řešení parciálních diferenciálních rovnic, metody konečných diferencí a konečných prvků. Simulační jazyky pro modelování a simulaci spojitých systémů, simulační software.
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Metody práce s textem (učebnicí, knihou), Individuální práce studentů
|
Předpoklady |
---|
Odborné znalosti |
---|
Znalosti z matematické analýzy, základů fyziky, numerické matematiky a teorie systémů. |
Znalosti z matematické analýzy, základů fyziky, numerické matematiky a teorie systémů. |
Výsledky učení |
---|
běžně užívaných přístupů k modelování spojitých systémů. |
běžně užívaných přístupů k modelování spojitých systémů. |
klasifikace systémů dle přijatých matematických modelů. |
klasifikace systémů dle přijatých matematických modelů. |
základních metod jedno- i vícerozměrné aproximace funkcí. |
základních metod jedno- i vícerozměrné aproximace funkcí. |
numerických metod řešení ustáleného stavu lineárních/nelineárních dynamických systémů, ať už jedno- nebo více-rozměrových, tj. numer. metod řešení soustav lineárních rovnic, nelineárních rovnic a jejich soustav. |
numerických metod řešení ustáleného stavu lineárních/nelineárních dynamických systémů, ať už jedno- nebo více-rozměrových, tj. numer. metod řešení soustav lineárních rovnic, nelineárních rovnic a jejich soustav. |
numerických metod řešení dynamiky systémů se soustředěnými parametry, tj. numer. metod řešení obyčejných diferenciálních rovnic. |
numerických metod řešení dynamiky systémů se soustředěnými parametry, tj. numer. metod řešení obyčejných diferenciálních rovnic. |
základních přístupů pro řešení dynamiky systémů s rozloženými parametry, tj. numer. metod řešení parciálních diferenciálních rovnic. |
základních přístupů pro řešení dynamiky systémů s rozloženými parametry, tj. numer. metod řešení parciálních diferenciálních rovnic. |
běžně užívaného softwarového vybavení pro modelování a simulaci spojitých systémů. |
běžně užívaného softwarového vybavení pro modelování a simulaci spojitých systémů. |
commonly used approaches to modelling continuous systems. |
commonly used approaches to modelling continuous systems. |
classification of systems according to the adopted mathematical models. |
classification of systems according to the adopted mathematical models. |
basic methods of one- and multidimensional approximation of functions. |
basic methods of one- and multidimensional approximation of functions. |
numerical methods for solving steady-state of linear/nonlinear dynamical systems, whether single- or multivariable, i.e. numerical methods for solving systems of linear equations, nonlinear equations and their systems. |
numerical methods for solving steady-state of linear/nonlinear dynamical systems, whether single- or multivariable, i.e. numerical methods for solving systems of linear equations, nonlinear equations and their systems. |
numerical methods for solving the dynamics of systems with lumped parameters, i.e. numerical methods for solving ordinary differential equations. |
numerical methods for solving the dynamics of systems with lumped parameters, i.e. numerical methods for solving ordinary differential equations. |
basic approaches for solving the dynamics of systems with distributed parameters, i.e. numerical methods of solving partial differential equations. |
basic approaches for solving the dynamics of systems with distributed parameters, i.e. numerical methods of solving partial differential equations. |
commonly used software tools for modelling and simulation of continuous systems. |
commonly used software tools for modelling and simulation of continuous systems. |
Odborné dovednosti |
---|
sestavit matematický model zvoleného systému. |
sestavit matematický model zvoleného systému. |
linearizovat původně nelineární model a převést ho do odchylkového tvaru. |
linearizovat původně nelineární model a převést ho do odchylkového tvaru. |
odvodit model ustáleného stavu, vyřešit ho vhodnou metodou a zobrazit statickou charakteristiku. |
odvodit model ustáleného stavu, vyřešit ho vhodnou metodou a zobrazit statickou charakteristiku. |
vyřešit dynamiku systémů se soustředěnými parametry vybranou numerickou metodou a zobrazit jejich přechodovou odezvu. |
vyřešit dynamiku systémů se soustředěnými parametry vybranou numerickou metodou a zobrazit jejich přechodovou odezvu. |
vyřešit a vhodně prezentovat dynamiku systémů s rozloženými parametry ve vybraném SW prostředí. |
vyřešit a vhodně prezentovat dynamiku systémů s rozloženými parametry ve vybraném SW prostředí. |
aproximovat data vhodnou metodou. |
aproximovat data vhodnou metodou. |
implementovat a simulovat zvolený model systému ve vybraném SW prostředí a analyzovat jeho chování pro účely návrhu řízení. |
implementovat a simulovat zvolený model systému ve vybraném SW prostředí a analyzovat jeho chování pro účely návrhu řízení. |
derive a mathematical model of the selected system. |
derive a mathematical model of the selected system. |
linearize an originally nonlinear model and transform it into the deviation form. |
linearize an originally nonlinear model and transform it into the deviation form. |
derive a steady-state model, solve it by a suitable method and display the static characteristics. |
derive a steady-state model, solve it by a suitable method and display the static characteristics. |
solve the dynamics of systems with lumped parameters by a chosen numerical method and plot their step-response. |
solve the dynamics of systems with lumped parameters by a chosen numerical method and plot their step-response. |
solve and present appropriately the dynamics of systems with distributed parameters in the selected SW environment. |
solve and present appropriately the dynamics of systems with distributed parameters in the selected SW environment. |
approximate the data by a suitable method. |
approximate the data by a suitable method. |
implement and simulate the given system model in the selected SW environment and analyse its behaviour for control design purposes. |
implement and simulate the given system model in the selected SW environment and analyse its behaviour for control design purposes. |
Vyučovací metody |
---|
Odborné znalosti |
---|
Metody práce s textem (učebnicí, knihou) |
Metody práce s textem (učebnicí, knihou) |
Individuální práce studentů |
Individuální práce studentů |
Hodnotící metody |
---|
Známkou |
Známkou |
Analýza seminární práce |
Rozhovor |
Rozhovor |
Analýza seminární práce |
Doporučená literatura
|
-
CELLIER, F. E. a E. KOFMAN. Continuous system simulation. New York: Springer, 2006. ISBN 9780387261027.
-
Horáček, P. Systémy a modely. Praha : ČVUT, 1999. ISBN 80-01-01923-3.
-
CHAPRA, S. C. a R. P. CANALE. Numerical methods for engineers.. Boston, 2010. ISBN 978-0-07-340106-5.
-
KUBÍČEK, Milan, DUBCOVÁ, Miroslava a Drahoslava JANOVSKÁ. Numerické metody a algoritmy. Praha: VŠCHT, 2005. ISBN 80-708-0558-7.
-
Meerschaert, Mark M. Mathematical modeling. 3rd ed. Amsterdam ; Boston : Elsevier Academic Press, 2007. ISBN 978-0-12-370857-1.
-
Noskievič, Petr. Modelování a identifikace systémů. Ostrava : Montanex, 1999. ISBN 80-7225-030-2.
-
Pelánek, Radek. Modelování a simulace komplexních systémů : jak lépe porozumět světu. Vyd. 1. Brno : Masarykova univerzita, 2011. ISBN 978-80-210-5318-2.
-
Wellstead, Peter E. Introduction to Physical System Modelling. London: Academic Press, 2000. ISBN 0-12-744380-0.
|