Politechnika Warszawska - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Metody optymalizacji w zastosowaniach

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103A-ELxxx-MSP-MOZA
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Metody optymalizacji w zastosowaniach
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Przedmioty techniczne )---EITI
( Przedmioty zaawansowane obowiązkowe )-Mikrosystemy i systemy elektroniczne-mgr.-EITI
( Przedmioty zaawansowane obowiązkowe )-Systemy elektroniczne i wbudowane-mgr.-EITI
( Przedmioty zaawansowane techniczne )--mgr.-EITI
Punkty ECTS i inne: 4.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

MOZA

Numer wersji:

1

Skrócony opis:

Przedmiot ma wyposażyć studenta w umiejętności formułowania problemów inżynierskich w postaci zadań optymalizacji, znajomość współczesnych metod rozwiązywania tych zadań, umiejętność skutecznego rozwiązania powstałych zadań za pomocą gotowych narzędzi, a także w umiejętność oceny własności numerycznych i użytkowych uzyskanych rozwiązań. Ważną rolę w budowaniu wiedzy i kompetencji będą odgrywały przykłady zastosowania optymalizacji w różnych dziedzinach życia, nauki i techniki - zarówno prezentowane na wykładzie, jak i te, które będą realizowane w formie indywidualnych projektów.

Pełny opis:

Wymagane przedmioty poprzedzające: Algebra liniowa; Analiza; Wstęp do metod numerycznych (lub t.p.)


Treść wykładu

  • Podstawowe koncepcje optymalizacji. (3)
    Problem optymalizacji, a zadanie optymalizacji. Ogólna postać i składowe zadania optymalizacji: zmienne projektowe (decyzyjne), wymagania twarde i miękkie, kryteria jakości rozwiązania, ograniczenia. Podstawowe sformułowania problemów optymalizacji: dopasowanie modelu, optymalizacja modeli obiektów: docelowa, przedziałowa. Praktycznie użyteczne miary jakości. Rozwiązanie zadania optymalizacji, optymalność (lokalna/globalna), metodyki rozwiazywania, optymalizacja w Matlabie. Wykorzystanie symulatora układów do optymalizacji w Matlabie.
  • Optymalizacja bez ograniczeń: metody, algorytmy, zastosowania. (11)
    Warunki optymalności funkcji jednej i wielu zmiennych (WKiW). Zastosowanie WKiW do optymalizacji. Rozwiazywanie metodami symbolicznymi. Uwarunkowanie zadania, a dokładność rozwiązania numerycznego. Własności algorytmów iteracyjnych: szybkość zbieżności, asymptotyczna dokładność. Testy zatrzymania. Algorytmy lokalne numerycznej optymalizacji bez ograniczeń: gradientowe i bezgradientowe. Algorytmy programu Matlab. Transformacje zadań optymalizacji; skalowanie zmiennych, funkcji celu. Przykłady formułowania i rozwiazywania problemów inżynierskich (np. estymacja parametrów modeli nieliniowych, optymalizacja nominalna układu).
  • Optymalizacja z ograniczeniami: metody, algorytmy, zastosowania. (10) Warunki optymalności (WKiW). Zadania z parametrami. Wykorzystanie mnożników Lagrange'a do analizy wrażliwości rozwiązania. Wykorzystanie metod symbolicznych do rozwiazywania zadań. Wybrane algorytmy optymalizacji numerycznej. Algorytmy programu Matlab. Testy zatrzymania algorytmów iteracyjnych. Transformacja zadań optymalizacji; skalowanie zmiennych, funkcji celu i ograniczeń. Przykłady formułowania i rozwiazywania problemów inżynierskich (np. wspomaganie syntezy, czy optymalizacja jakości układów elektronicznych).
    Optymalizacja graficzna.
  • Optymalizacja wielokryterialna. (2)
    Sformułowania zadania wielokryterialnego. Metody znajdywania pojedynczych rozwiązań: skalaryzacja kryterium wektorowego, ograniczenia na wartości kryteriów cząstkowych, programowanie celowe. Metody wyznaczania reprezentacji zbioru rozwiązań Pareto. Przykłady rozwiazywania problemów inżynierskich.
  • Optymalizacja dyskretna. (2)
    Programowanie całkowitoliczbowe. Metoda podziału i ograniczeń. Przykłady rozwiazywania problemów inżynierskich.
  • Optymalizacja globalna. (2)
    Wprowadzenie do algorytmów globalnych dla funkcji wielu zmiennych (symulowane wyżarzanie, algorytmy ewolucyjne, wielostart). Przykłady użycia.



Projekt

Projekt indywidualny. Nietrywialny problem optymalizacji inżynierskiej, prowadzący do rozwiazywania zadania optymalizacji z ograniczeniami (ew. ze zmiennymi dyskretnymi) i/lub zadania optymalizacji wielokryterialnej w środowisku Matlab, przy wykorzystaniu zewnętrznego symulatora (do obliczania odpowiedzi optymalizowanego obiektu).



Laboratorium

Są trzy oceniane zajęcia o następującej tematyce:

  1. Wyznaczanie parametrów roboczych układu dla potrzeb optymalizacji
  2. Dopasowywanie modelu do danych
  3. Optymalizacja z ograniczeniami
Literatura:

  1. podstawowa:
    • A. Stachurski, Wprowadzenie do optymalizacji, Oficyna Wyd. PW, Warszawa 2009
    • A. Ostanin, Metody optymalizacji z MATLAB, Wyd. NAKOM, Poznań, 2009.
  2. uzupełniająca:
    • D. Kincaid, W. Cheney, Analiza numeryczna, WNT, Warszawa, 2006.
    • D. Horla, Metody obliczeniowe optymalizacji w zadaniach, Wyd. Polit. Poznańskiej, 2008.
    • J. Arora, Introduction to Optimum Design, Elsevier Science & Technology, 2011.
    • J. Kusiak, A. Danielewska-Tułecka, P. Oprocha, Optymalizacja. Wybrane metody z przykładami zastosowań, PWN 2009.
    • J. Palczewski, Optymalizacja II, Uniw. Warszawski, 2014.
    • L.J. Opalski, Metody i algorytmy optymalizacji jakośœci układów elektronicznych, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, 2002
    • M. Stybliński, Metody analizy i optymalizacji tolerancji parametrów układów elektronicznych, WNT, Warszawa 1981.
Metody i kryteria oceniania:

Ocena z przedmiotu wynika z sumy punktów: za laboratoria (do 24p), projekt (w sumie do 36p) i za egzamin (do 40p). Ocena może być podwyższona (nawet o 10p) - za aktywność na zajęciach, bądź za samodzielne wykonanie dodatkowych zadań (uzgodnionych z prowadzącym).



Suma punktów Ocena
w przedziale [80,90) 4,5
w przedziale [70-80) 4
w przedziale [60-70) 3,5
w przedziale [50-60) 3
<50 2



Dla uzyskania pozytywnej oceny końcowej (>2) konieczne jest uzyskanie co najmniej 50p, w tym co najmniej 30p z wszystkich ocenionych ćwiczeń laboratoryjnych i projektów, oraz co najmniej 20p z egzaminu.

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2022/2023 - sem. zimowy" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2022-10-01 - 2023-02-19

Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Laboratorium, 9 godzin, 25 miejsc więcej informacji
Projekt, 11 godzin, 25 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 25 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Leszek Opalski
Prowadzący grup: Katarzyna Opalska, Leszek Opalski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2021/2022 - sem. letni" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2022-02-23 - 2022-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Laboratorium, 9 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Projekt, 11 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Leszek Opalski
Prowadzący grup: Katarzyna Opalska, Leszek Opalski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2021/2022 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2021-10-01 - 2022-02-22
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Projekt, 15 godzin, 25 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 25 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Leszek Opalski
Prowadzący grup: Katarzyna Opalska, Leszek Opalski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2020/2021 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2020-10-01 - 2021-02-19
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Projekt, 15 godzin, 25 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 25 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Leszek Opalski
Prowadzący grup: Katarzyna Opalska, Leszek Opalski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2019/2020 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2020-02-22 - 2020-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Projekt, 15 godzin, 20 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 20 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Leszek Opalski
Prowadzący grup: Leszek Opalski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2019/2020 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2019-10-01 - 2020-02-21
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Projekt, 15 godzin, 45 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 45 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Leszek Opalski
Prowadzący grup: Leszek Opalski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2018/2019 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2018-10-01 - 2019-02-17
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Projekt, 15 godzin, 45 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 45 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Leszek Opalski
Prowadzący grup: Leszek Opalski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2017-10-01 - 2018-02-18
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Projekt, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Leszek Opalski
Prowadzący grup: Leszek Opalski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2016/2017 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2016-10-01 - 2017-02-19
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Projekt, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Leszek Opalski
Prowadzący grup: Leszek Opalski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2015/2016 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2015-10-01 - 2016-02-22
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Projekt, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Leszek Opalski
Prowadzący grup: Leszek Opalski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2014/2015 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2014-09-29 - 2015-02-22
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Projekt, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Leszek Opalski
Prowadzący grup: Leszek Opalski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2013/2014 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2013-10-01 - 2014-02-23
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Projekt, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Leszek Opalski
Prowadzący grup: Leszek Opalski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2012/2013 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2012-10-01 - 2013-02-19
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Projekt, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Leszek Opalski
Prowadzący grup: Leszek Opalski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.
pl. Politechniki 1, 00-661 Warszawa tel: (22) 234 7211 https://pw.edu.pl kontakt deklaracja dostępności USOSweb 6.8.0.0-4 (2022-09-16)