modelowanie układów dynamicznych - dz

Politechnika Opolska
Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki
Karta Opisu Przedmiotu
Kierunek studiów
Profil kształcenia
Poziom studiów
Specjalność
Forma studiów
Semestr studiów
AUTOMATYKA I ROBOTYKA
Ogólnoakademicki
Studia drugiego stopnia
Systemy sterowania w automatyce i robotyce
Studia niestacjonarne
I
Nazwa przedmiotu
MODELOWANIE UKŁADÓW DYNAMICZNYCH - DZ.
WYBRANE
Nauki podst. (T/N)
N
Subject Title
Modeling of dynamic systems
ECTS (pkt.)
Tryb zaliczenia przedmiotu
Kod przedmiotu
B2
5
Zaliczenie na ocenę
Nazwy
Fizyka, Analiza matematyczna, Algebra, Informatyka
przedmiotów
1. Podaje przykłady i metody rozwiązań dotyczące układów równań
algebraicznych oraz różniczkowych.
Wiedza
2. Wymienia podstawowe prawa fizyki, zapisuje odpowiednie równania
(szczególnie z mechaniki i elektryczności).
Wymagania
wstępne w
zakresie
przedmiotu
1. Rozpoznaje i rozwiązuje proste równania różniczkowe oraz układy
równań algebraicznych.
Umiejętności
Kompetencje
społeczne
2. Korzysta z podstawowych funkcji arkusza kalkulacyjnego, pisze
proste programy w języku C++, wykorzystuje w podstawowym
zakresie środowisko Matlab/Simulink.
3. Rozwiązuje podstawowe zadania z fizyki: czyta ze zrozumieniem
treść, zapisuje i przekształca równania, podstawia dane i wyciąga
1. Pyta o zagadnienia niezrozumiałe, odpowiada na pytania, identyfikuje
i opisuje problemy.
Program przedmiotu
Forma zajęć
Wykład
Ćwiczenia
Laboratorium
Projekt
Seminarium
Liczba godzin zajęć w
semestrze
20
10
Prowadzący zajęcia
(tytuł/stopień naukowy, imię i nazwisko)
dr inż. Grzegorz Paweł Korbaś
dr inż. Grzegorz Paweł Korbaś
Treści kształcenia
Sposób realizacji Wykład wspomagany prezentacjami.
Tematyka zajęć
Proces modelowania i pojęcia z nim związane. Wybrane problemy modelowania.
Modele matematyczne oparte na równaniach lub układach równań algebraicznych,
różnicowych lub różniczkowych.
Wykład
Lp.
1.
2.
3.
Numeryczne rozwiązywanie równań różniczkowych (metoda Eulera i inne metody).
Zasada Hamiltona. Równania Lagrange'a-Eulera.
4.
5.
Transformacja Laplace'a. Transmitancja. Rachunek operatorowy.
6.
Przykłady modelowania w środowisku Matlab/Simulink.
7.
Estymacja parametrów modeli matematycznych w oparciu o pomiary.
8.
Niepewności pomiarowe i błędy obliczeń a jakość weryfikacji modelu i symulacji.
9.
Wybrane modele, narzędzia modelowania i ich praktyczne zatosowania.
Kolokwium.
10.
Liczba godzin zajęć w semestrze
Liczba godzin
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
20
Sposoby sprawdzenia zamierzonych Sprawdzenie praktyczne lub ustne.
efektów kształcenia
Laboratorium
Sposób realizacji Praktyczne wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych.
Tematyka zajęć
Lp.
Liczba godzin
1.
Modelowanie matematyczne. Równania algebraiczne, różnicowe i różniczkowe.
1
2.
Wykorzystanie arkusza kalkulacyjnego w modelowaniu.
2
3.
Język C++ w modelowaniu i symulacji układów dynamicznych.
2
4.
1
Kolokwium 1.
5.
Środowisko Matlab/Simulink w modelowaniu i symulacji układów dynamicznych.
2
6.
Estymacja parametrów.
1
Kolokwium 2, Zaliczenie.
7.
1
Liczba godzin zajęć w semestrze
10
Sposoby sprawdzenia zamierzonych Ocena pracy na zajęciach, sprawdzenie praktyczne lub ustne.
efektów kształcenia
1. Wymienia i objaśnia (podając przykłady) poszczególne etapy
modelowania i inne podstawowe zagadnienia z zakresu
modelowania (W).
2. Objaśnia metodę Eulera, zasadę Hamiltona, zastosowanie
transformacji Laplace'a, schemat estymacji parametrów i inne
Wiedza
zagadnienia omawiane na wykładzie lub ćwiczeniach (W,L).
3. Wymienia przykłady problemów, metod i narzędzi związanych
z modelowaniem (W,L).
Efekty kształcenia dla
przedmiotu - po
zakończonym cyklu
kształcenia
Umiejętności
Kompetencje
społeczne
1. Pozyskuje informacje (na temat narzędzi, technik i metod
związanych z modelowaniem) z literatury oraz innych źródeł;
potrafi integrować pozyskane informacje, dokonywać ich
interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i
uzasadniać opinie. Dokonuje samokształcenia się w oparciu o
otwarte problemy dotyczące modelowania. (W,L)
2. Wyprowadza podstawowe modele matematyczne zapisując w
postaci układów równań algebraicznych, różnicowych lub
różniczkowych albo w zapisie operatorowym (L).
3. Wybiera odpowiednie narzędzia i metody do zadanego
problemu modelowania, wykorzystuje arkusz kalkulacyjny,
język C++ oraz środowisko Matlab/simulink aby konstruować
rozwiązania (L).
4. Stosuje zasady bezpieczeństwa i higieny pracy podczas pracy
na stanowisku laboratoryjnym (L).
1. Identyfikuje problemy dotyczące ciągłego rozwoju własnego:
zmieniające się narzędzia, doskonalone metody, otwarte
problemy (W, L).
2. Identyfikuje problemy z zakresu modelowania, opisuje je,
śledzi proponowane rozwiązania, dyskutuje na ich temat, pyta
o zagadnienia niezrozumiałe, przedstawia własne koncepcje,
odpowiednio ustala priorytety dla elementów zadania oraz
metod jego rozwiązania (W,L).
Metody dydaktyczne:
Wykład: wykład multimedialny, pokaz; Laboratorium: ćwiczenia praktyczne na stanowiskach
komputerowych, ćwiczenia tablicowe, pogadanka.
Forma i warunki zaliczenia przedmiotu:
Wykład: ocena z laboratorium, pozytywna ocena z kolokwium; Laboratorium: frekwencja, ocena pracy
bieżącej na zajęciach, oceny z kolokwiów.
Literatura podstawowa:
[1] KORBAŚ G.P.: Notatki z wykładów. [online] http://www.po.gpk.opole.pl (hasło dostępne na zajęciach)
[2] GUTENBAUM J.: Modelowanie matematyczne systemów. Omnitech press. Warszawa. 1992
[3] MORRISON F.: Sztuka modelowania układów dynamicznych. WNT. Warszawa. 1996
[4] SZÜCS E.: Modelowanie matematyczne w fizyce i technice. WNT. Warszawa. 1977
Literatura
uzupełniająca:
TRZASKA
Z.: Modelowanie i symulacja układów elektrycznych. Wyd. Polit. Warszawskiej. Warszawa.
[1] 1993
[2] ZEIGLER B.: Teoria modelowania i symulacji. PWN. Warszawa. 1984
______________
* niewłaściwe przekreślić
…………………………………………………..
……………………………………………………….
(kierownik jednostki organizacyjnej/bezpośredni przełożony:
(Dziekan Wydziału
pieczęć/podpis
pieczęć/podpis)