Metody numeryczne - Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki

Politechnika Opolska
Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki
Karta Opisu Przedmiotu
Kierunek studiów
Profil kształcenia
Poziom studiów
Specjalność
Forma studiów
Semestr studiów
ELEKTROTECHNIKA
Ogólnoakademicki
Studia pierwszego stopnia
Nazwa przedmiotu
METODY NUMERYCZNE
Studia stacjonarne
III
Nauki podst. (T/N)
T
Subject Title
Numerical methods
Kod przedmiotu
ECTS (pkt.)
Tryb zaliczenia przedmiotu
A6
Egzamin
2
Nazwy
Algebra, Analiza Matematyczna, Fizyka, Elektrotechnika I.
przedmiotów
1. Ma podsatwową wiedzę z zakresu algebry i analizy matematycznej.
2. Posiada wiedzę z zakresu podstaw fizyki.
Wiedza
3. Ma podsawową wiedzę obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu
Wymagania
teorii obwodów.
wstępne w
1. Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych
zakresie
właściwie dobranych źródeł, także w języku angielskim.
przedmiotu Umiejętności
2. Ma umiejętność samokształcenia się.
1. Potrafi współdziałać i pracować w grupie.
Kompetencje
2. Potrafi śledzić treści wykładów, formułować pytania prowokując
społeczne
dyskusję.
Program przedmiotu
Forma zajęć
Wykład
Laboratorium
Liczba godzin zajęć w
semestrze
15
30
Prowadzący zajęcia
(tytuł/stopień naukowy, imię i nazwisko)
prof. dr hab. inż. Bernard Baron
prof. dr hab. inż. Bernard Baron
Treści kształcenia
Wykład
Lp.
Sposób realizacji Wykład w sali audytoryjnej.
Tematyka zajęć
Liczba godzin
1.
Wprowadzenie do obliczeń numerycznych. Problem zaokrągleń i dokładności
obliczeń.
1
2.
Metody numeryczne różniczkowania i całkowania.
2
3.
Metody numeryczne dokładne rozwiązywania układów równań liniowych. Metoda
Gaussa.
1
4.
Metody numeryczne iteracyjne rozwiązywania układów równań liniowych. Metody:
iteracji prostej, Gaussa-Seidela oraz nadrelaksacji.
2
5.
Wybrane metody numeryczne interpolacji i aproksymacji. Komputerowe
opracowywanie wyników pomiarów.
2
6.
Metody numeryczne rozwiązywania układów równań nieliniowych. Metada
Newtona.
2
7.
Metody gradientowe poszukiwania minimum funkcji wielu zmiennych. Macierz
Jacobiego i hesjan funkcji.
2
Metody numeryczne rozwiązywania układów równań różniczkowych. Analiza
stanów przejściowych w układach elektrycznych. Metoda jednokrokowe typu
8.
Rungego-Kutty zutomatyczny doborem kroku całkowania.
Kolokwium zaliczające.
9.
Liczba godzin zajęć w semestrze
Sposoby sprawdzenia zamierzonych Kolokwium na koniec wykładu.
efektów kształcenia
2
1
15
Laboratorium
Lp.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Sposób realizacji Ćwiczenia praktyczne w laboratorium
Tematyka zajęć
Liczba godzin
Program do analizy prądów obwodu elektycznego prądu stałego wykorzystującą
algorytm Gaussa, Crouta-Doolittle'a.
Program do analizy prądów obwodu elektycznego prądu stałego wykorzystującą
metodę najmniejszych kwadratów.
Program do analizy prądów obwodu elektycznego prądu zmiennego
wykorzystującą algorytm Gaussa, Crouta-Doolittle'a
Program do analizy prądów obwodu elektycznego prądu zmiennego
wykorzystującą metodę najmniejszych kwadratów.
Program do analizy prądów obwodu elektycznego nieliniowego wykorzystującą
metodę gradientową, metodę Hooke'a-Jeevsa.
Program do analizy prądów obwodu elektycznego nieliniowego wykorzystującą
metodę Newtona,metodę iteracyjną.
4
Program do analizy prądów obwodu elektycznego prądu
niesinusoidalniezmiennego wykorzystującą metodę Cooleya-Tukeya, metodę
Hornera.
4
4
2
4
2
4
Program do analizy prądów obwodu elektycznego prądu odkształconego
wykorzystującą metodę Sande'a-Tukeya. Wyznaczanie współczynników szeregu
Fouriera.
4
Zaliczenie programów.
9.
2
Liczba godzin zajęć w semestrze
30
Sposoby sprawdzenia zamierzonych Wykonanie ćwiczeń w sekcji dwuosobowej. Odpowiedzi ustne z
przygotowania teoretycznego.
efektów kształcenia
1. Zna podstawowe metody, techniki oraz narzędzia stosowane
przy rozwiązywaniu obwodów z zastosowaniem metod
numerycznych i poznanych algorytmów (W).
Wiedza
2. Ma uporządkowaną wiedzę w zakresie technik programowania
stosowanych do analizy obwodów liniowych i nieliniowych
1. (W).
Potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym
8.
Umiejętności
Efekty kształcenia dla
przedmiotu - po
zakończonym cyklu
kształcenia
symulacje komputerowe stosując metody iteracyjne i
gradientowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać
wnioski
(L).
2. Potrafi określić
kierunki dalszego uczenia się i zrealizować
proces samokształcenia (W).
3. Potrafi pozyskiwać informacje z literatury i innych źródeł;
potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich
interpretacji, a także modyfikacji. (L)
1. Rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się (W,L)
Kompetencje
społeczne
2. Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz
gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i
ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane
zadania (L)
3. Potrafi współdziałać i pracować w grupie, przyjmując w niej
różne role (L)
4. Potrafi inspirować i organizować proces uczenia się innych
osób (L)
Metody dydaktyczne:
Wykład wspomagany prezentacjami. Algorytmizacja metod. Aplikacja na komputery typu PC. Wykonanie
przykładów obliczeniowych na zajęciach laboratoryjnych.
Forma i warunki zaliczenia przedmiotu:
Laboratorium: poprawne wykonanie wszystkich przewidzianych programem ćwiczeń, pozytywne oceny z
przygotowania teoretycznego. Wykład : pozytywne oceny z kolokwium zaliczającego. Uzyskanie zaliczenia
z laboratorium.
z laboratorium.
Literatura podstawowa:
[1] BARON B. Metody numeryczne w C++ Builder. Helion, Gliwice, 2004.
[2] BJOREK A., DAHLQUIST G.: Metody numeryczne. PWN, Warszawa, 1983.
[3] DRYJA M., JANKOWSCY J i M.: Przegląd metod i algorytmów numerycznych. WNT, Warszawa, 1982.
[4] MAJCHRZAK E., MOCHNACKI B.: „Metody numeryczne. Podstawy teoretyczne, aspekty praktyczne i
algorytmy”, WPŚ, Gliwice, 2004.
[5] PRESS W.H., TEUKOLSKY S.A., VETTERLING W.T., FLANNERY B.P.: „Numerical recipes in C”,
Cambridge University Press, Cambridge, 2002. (www.nr.com).
Literatura uzupełniająca:
[1] DAUTRAY R.: Mathematical Analysis and Numerical Methods for Science and Technology. Springer
Verlag, Berlin, 1990.
______________
* niewłaściwe przekreślić
…………………………………………………..
……………………………………………………….
(kierownik jednostki organizacyjnej/bezpośredni przełożony:
(Dziekan Wydziału
pieczęć/podpis
pieczęć/podpis)