Detail předmětu

Modelování a simulace I

FSI-RDO Ak. rok: 2027/2028 Zimní semestr

Tento předmět se zabývá modelováním dynamických systémů na počítači. Systémy mohou být popsány obyčejnými diferenciálními rovnicemi (ODE), diferenciálně-algebraickými rovnicemi nebo např. pomocí stavového automatu. Hlavním pracovním nástrojem je prostředí MATLAB/Simulink, součástí výkladu jsou i některé jeho pokročilejší vlastnosti a funkce. Teoretické poznatky jsou v laboratorním cvičení demonstrovány na konkrétních reálných modelech řízených z prostředí Simulink pomocí I/O karty MF634.

Předmět je vyučován formou blokové výuky. Přednášky, cvičení i laboratoře jsou vyučovány v jednotlivých týdnech nerovnoměrně. Celková hodinová dotace zůstává zachována.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

8

Vstupní znalosti

Vektory a matice. Obyčejné diferenciální rovnice. Matematika a fyzika v rozsahu předchozího studia. Znalost programovacího prostředí MATLAB z předchozího studia.

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

Hodnocení předmětu probíhá podle standardní bodové škály 0–100 bodů a je rozděleno na dvě části, zápočet a zkoušku.

Pro získání zápočtu je nutné splnit následující podmínky:

  • Absolvování testu ve cvičeních (Max 20 bodů).
  • Absolvování hodnocené úlohy v laboratořích (Max 20 bodů).

Bodový zisk z cvičení a laboratoří (dohromady max. 40 bodů) je součástí výsledné klasifikace předmětu

Zkouška je hodnocena maximálně 60 body.

Účast na přednáškách, cvičení a laboratořích je povinná. Přednášející a vedoucí cvičení a laboratoří mohou provádět průběžnou kontrolu přítomnosti studentů, jejich aktivity a základních znalostí. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu.

Učební cíle

Studenti se seznámí s modelováním dynamických systémů (mechanických, elektromechanických a řízených) na počítači. V průběhu kurzu získají znalosti a dovednosti v následujících oblastech:

  • Lineární dynamické systémy a jejich analýza
  • Modelování v prostředí MATLAB/Simulink
  • Modelování řízených soustav
  • Praktická zkušenost s řízením reálné soustavy prostřednictvím I/O karty z prostředí MATLAB/Simulink

Tento kurz kombinuje teoretické poznatky s praktickým využitím v inženýrských aplikacích.

Předmět je vyučován formou blokové výuky. Přednášky, cvičení i laboratoře jsou vyučovány v jednotlivých týdnech nerovnoměrně. Celková hodinová dotace zůstává zachována.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program B-MET-P: Mechatronika, bakalářský, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., povinná

Osnova


  • Úvod, Simulink

  • Řešení ODE v matlabu

  • Numerické metody integrace, Lineární dynamický systém 1. a 2. řádu

  • Simscape, Stateflow

  • RT systémy, HW, SW, Modelování tření

  • Úvod do odhadu parametrů, Fraktály a jiné krásné diskrétní systémy

Laboratorní cvičení

18 hod., povinná

Osnova


  • Základy práce s I/O kartou MF634 v prostředí MATLAB/Simulink.

  • Řízení DC motoru s enkodérem z prostředí Simulink pomocí I/O karty MF634

  • Návrh PID regulátoru pro řízení rychlosti a polohy.

  • Estimace parametrů

  • Základy kaskádní regulace, IR kompenzace

  • Hodnocená laboratorní úloha

Cvičení s počítačovou podporou

21 hod., povinná

Osnova


  • Úvod, Simulink

  • Řešení ODE v matlabu

  • Numerické metody integrace, Lineární dynamický systém 1. a 2. řádu

  • Simscape, Stateflow

  • RT systémy, HW, SW, Modelování tření

  • Úvod do odhadu parametrů, Fraktály a jiné krásné diskrétní systémy