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)
|
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 |
Przejdź do planu
PN LAB
WT ŚR CZ PT WYK
|
Typ zajęć: |
Laboratorium, 30 godzin
Wykład, 15 godzin
|
|
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 |
Przejdź do planu
PN WYK
WT LAB
ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Laboratorium, 30 godzin
Wykład, 15 godzin
|
|
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 |
Przejdź do planu
PN LAB
LAB
WT ŚR CZ PT WYK
|
Typ zajęć: |
Laboratorium, 30 godzin
Wykład, 15 godzin
|
|
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 |
Przejdź do planu
PN LAB
WT ŚR CZ LAB
PT WYK
WYK
|
Typ zajęć: |
Laboratorium, 30 godzin
Wykład, 15 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Zbigniew Gulbinowicz, Janusz Kaniewski | |
Prowadzący grup: | Zbigniew Gulbinowicz, Janusz Kaniewski | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Wykład - Egzamin |
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.