Politechnika Warszawska - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Modelowanie i symulacja układów dyskretnych

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1102-MB000-MZP-MODYS Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Modelowanie i symulacja układów dyskretnych
Jednostka: Instytut Mechaniki i Poligrafii
Grupy: Przedmioty specjalności MK dla sem.2, MiBM, st. niestacjonarne II stopnia
Punkty ECTS i inne: 4.00 LUB 3.00 (zmienne w czasie)
zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: (brak danych)
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:

Egzamin pisemny i zaliczenie laboratorium. Ocena wypadkowa jest obliczana, jako średnia ważona wg wzoru: ocena wypadkowa = 0,4*ocena z egzaminu + 0,6*ocena z laboratorium. Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest otrzymanie pozytywnych ocen z egzaminu i laboratorium. Student na egzaminie 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 2019/2020 - sem. letni" (w trakcie)

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


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 20 godzin więcej informacji
Wykład, 10 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Zbigniew Gulbinowicz
Prowadzący grup: Zbigniew Gulbinowicz
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:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 20 godzin więcej informacji
Wykład, 10 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Zbigniew Gulbinowicz, Janusz Kaniewski
Prowadzący grup: Zbigniew Gulbinowicz, Janusz Kaniewski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin

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

Okres: 2018-02-19 - 2018-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 20 godzin więcej informacji
Wykład, 10 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Marek Radomski
Prowadzący grup: Janusz Kaniewski, Marek Radomski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin

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

Okres: 2017-02-20 - 2017-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 20 godzin więcej informacji
Wykład, 10 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Marek Radomski
Prowadzący grup: Janusz Kaniewski, Marek Radomski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.