Politechnika Warszawska - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Modelowanie i symulacja układów dyskretnych

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1102-MB000-MSP-MODYS
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Modelowanie i symulacja układów dyskretnych
Jednostka: Instytut Mechaniki i Poligrafii
Grupy:
Punkty ECTS i inne: 4.00 LUB 3.00 (zmienne w czasie) 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.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Pełny opis:

Cel przedmiotu:

Studenci zyskują wiedzę teoretyczną oraz umiejętności praktyczne w dziedzinie modelowania układów mechanicznych w ujęciu dyskretnym oraz przeprowadzania stosownych symulacji ruchu tych układów. Dzięki obserwacji i analizie efektów symulacji, pogłębiają swoją wcześniej nabytą wiedzę z zakresu mechaniki.

Treści kształcenia:

Wykład

Podstawy modelowania matematycznego. Modele układów i ich klasyfikacja. Algorytm opracowywania modelu matematycznego. Układy dyskretne. Podstawowe elementy mechanicznych układów dyskretnych: masa, sprężyna, element tłumiący. Zagadnienie linearyzacji. Jednoelementowe układy mechaniczne (translacyjne i rotacyjne). Najprostsze kombinacje elementów mechanicznych. Przykłady bardziej złożonych układów mechanicznych. Podstawy teorii systemów. Zmienne wejścia-wyjścia, zmienne stanu, zakłócenia. Dynamika systemów. Rozwiązania analityczne dla modeli pierwszego i drugiego rzędu. Wymuszenia impulsowe. Metody numeryczne rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych. Modelowanie układów działających w czasie dyskretnym. Równania różnicowe. Rola i waga symulacji w procesie projektowania.

Laboratorium – realizowane w trzech blokach tematycznych

Blok 1: Podstawy programowania w systemie MATLAB. Zmienne, wyrażenia, instrukcja przypisania, działania arytmetyczne. Wektory i macierze, działania tablicowe

m-pliki skryptowe i funkcyjne, zmienne globalne i lokalne, komentarze. Funkcje elementarne predefiniowane w systemie MATLAB. Definiowanie własnych funkcji w m-plikach funkcyjnych. Instrukcje graficzne „plot” i „fplot” oraz instrukcje towarzyszące. Instrukcje strukturalne: warunkowe i iteracyjne. Korzystanie z generatora liczb pseudolosowych.

Blok 2: Tworzenie programów komputerowych realizujących wybrane cele. Rozwiązywanie układów równań liniowych. Regresja liniowa i aproksymacja wielomianowa.

Rozwiązywanie równań (szukanie miejsc zerowych funkcji). Różniczkowanie i całkowanie numeryczne. Całkowanie układów równań różniczkowych zwyczajnych.

Blok 3: Komputerowe modelowanie i symulacja układów dyskretnych. Implementacja w systemie MATLAB modeli przedstawionych na wykładzie. Analiza efektów symulacji przy różnych zestawach parametrów wejściowych – badanie wrażliwości modeli.

Literatura:

1. F. Morison, Sztuka modelowania układów dynamicznych, deterministycznych, chaotycznych, stochastycznych, WNT, Warszawa, 1996.

2. J. Gutenbaum, Modelowanie matematyczne systemów, Omnitech Press, Warszawa, 1992.

3. T. Kaczorek, Teoria sterowania i systemów, PWN, Warszawa, 1993.

4. J. L. Shearer, B. T. Kulakowski, J. F. Gardner, Dynamic Modeling and Control of Engineering Systems, Prentice-Hall 1997.

5. G. C. Goodwin, S. F. Graebe, M. E. Salgado, Control System Design, Prentice Hall 2001.

6. M. J. Giergiel, Z. Hendzel, W. Żylski: Modelowanie i sterowanie mobilnych robotów kołowych, PWN 2002.

7. P. Tatjewski, Sterowanie zaawansowane obiektów przemysłowych, Struktury i algorytmy, Exit, Warszawa, 2016.

8. A. Zalewski, R. Cegieła, Matlab – obliczenia numeryczne i ich zastosowanie, Nakom, Poznań, 1997.

9. J. Brzózka, L. Dorobczyński, MATLAB Środowisko obliczeń naukowo-technicznych, PWN, Warszawa, 2008.

Efekty uczenia się:

Punkty ECTS za zajęcia kontaktowe z nauczycielem – 1,5. Punkty ECTS za zajęcia łącznie: z kontaktem i bez kontaktu z nauczycielem – 3.

Wiedza:

Ma uporządkowaną wiedzę w zakresie analizy matematycznej, w szczególności: metod numerycznych, równań różniczkowych zwyczajnych. Ma podstawową wiedzę dotyczącą modelowania matematycznego, zna metody budowania modeli matematycznych służących do opisania układów mechanicznych w ujęciu dyskretnym oraz zakres ich zastosowania.

Umiejętności:

Potrafi posługiwać się metodami i technikami oraz narzędziami informatycznymi do rozwiązywania zadań z zakresu konstrukcji i wytwarzania maszyn. Potrafi tworzyć komputerowe modele i prowadzić symulacje komputerowe z zakresu konstrukcji maszyn.

Metody i kryteria oceniania:

Zaliczenie pisemne wykładu i zaliczenie laboratorium. Ocena wypadkowa jest obliczana, jako średnia ważona wg wzoru: ocena wypadkowa = 0,4*ocena z wykładu + 0,6*ocena z laboratorium. Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest otrzymanie pozytywnych ocen z wykładu i laboratorium. Student na zaliczenie wykładu otrzymuje 5 tematów, za które może otrzymać 50 punktów (10 punktów za każdy temat). Są one sformułowane w taki sposób, że wymagają podania odpowiedzi z zakresu wiedzy teoretycznej w formie opisowej. Skala ocen jest następująca:

Liczba punktów Ocena

od 26 do 33 3,0

od 34 do 38 3,5

od 39 do 43 4,0

od 44 do 47 4,5

od 48 do 50 5

Zaliczenie zajęć laboratoryjnych następuje na podstawie wyników 2 kolokwiów (w połowie i pod koniec semestru) oraz na podstawie bieżącej kontroli wyników zadań realizowanych podczas zajęć. Drugie kolokwium polega na praktycznym opracowaniu i uruchomieniu programu rozwiązującego zadany problem.

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

Okres: 2022-02-23 - 2022-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Zbigniew Gulbinowicz
Prowadzący grup: Zbigniew Gulbinowicz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Ocena łączna
Wykład - Ocena łączna

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

Okres: 2021-02-20 - 2021-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Zbigniew Gulbinowicz
Prowadzący grup: Zbigniew Gulbinowicz, Filip Kagankiewicz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Ocena łączna
Wykład - Ocena łączna

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

Okres: 2020-02-22 - 2020-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Zbigniew Gulbinowicz
Prowadzący grup: Zbigniew Gulbinowicz, Filip Kagankiewicz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin

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

Okres: 2019-02-18 - 2019-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Zbigniew Gulbinowicz, Janusz Kaniewski
Prowadzący grup: Zbigniew Gulbinowicz, Janusz Kaniewski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Wykład - Egzamin
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 7.0.0.0-7 (2024-03-18)