Modelování a simulace systémů

Předmět se věnuje základním principům a možnostem vytváření modelů dynamických systémů jak v informačních technologiích tak v mnoha přírodních, inženýrských i sociálních oborech, vzájemným souvislostem a analogiím a simulování těchto modelů s využitím počítačových prostředků. Dozvíte se zde, jak modelovat činnost serveru APACHE nebo Lotus Notes, chování routeru nebo CACHE systémů, ale i seskok padákem, jízdu na cyklistickém trenažeru, chlazení piva v ledničce, vývoj počtu lovené zvěře, znečištění soustavy jezer nebo národní ekonomiku. A to vše pouze se základním aparátem diskrétní matematiky.
web: http://dce.felk.cvut.cz/mas/
\\Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A7B35MAS

Kód
A7B35MAS
Semestr
zimní
Forma studia
prezenční
Rozsah
2+2c
Kapacita
10
Obsazeno
0
Počet kreditů
6
Zakončení
zápočet a zkouška
Jazyk výuky
čeština
Přednášející
Obsah přednášek

1.Úvod do systémového přístupu, systém a model, jejich klasifikace, simulace, přínos modelování, ukázky praktických systémů a modelů.
2.Mechanické systémy, posuvný a rotační pohyb, základní fyzikální veličiny a zákony. Sestavení pohybových rovnic.
3.Jednoduché elektrické obvody s rezistory, cívkami a kondenzátory, zákony, veličiny a vztahy mezi nimi. Sestavení obvodových rovnic.
4.Analogie fyzikálních veličin a komponent mechanických a elektrických systémů.
5.Řešení jednoduchých diferenčních rovnic.
6.Simulační schéma spojitého systému. Stavový model diskrétního systému, stavová veličina.
7.Souvislost mezi diferenční rovnicí a stavovou reprezentací. Operátorový zápis lineární diferenční rovnice, přenos systému.
8.Odezva systému 1.řádu na základní typy signálů, dynamika systému, vliv počátečních podmínek, vliv periody vzorkování.
9.Odezva systému 2.řádu na základní typy signálů, dynamika systému, vliv počátečních podmínek, trajektorie systému, rovnovážný stav systému.
10.Způsoby přenosu tepla, tepelná rovnováha, modelování přenosu tepla vedením. Základní hydraulické systémy, spojené nádoby.
11.Linearizace systému, souvislost nelineárního a linearizovaného modelu.
12.Biologické systémy, modelování vývoje populace, interakce dravec-kořist, modely v ekologii (samočištění jezer).
13.Modely ve sportu (dráha letu golfového míčku Spine Driver) a ekonomii (makroekonomické modely, modely peněžních trhů).
14.Popis jednoduchých chemických dějů, vývoj koncentrace látek při chemické reakci. Modely v lékařství (šíření látky krví).

Náplň cvičení

Převážně samostatná práce studentů na tvorbě a simulaci modelu přiděleného systému technických i netechnických oborů v programovém prostředí Matlab/Simulink.
1.Ukázky modelů dynamických systémů v laboratoři teorie automatického řízení.
2.Programové prostředí Matlab, základní ovládání a příkazy.
3.Modelování dynamických systémů v prostředí Matlab.
4.Modelování dynamických systémů v prostředí Simulink.
5.Modelování mechanických a elektrických systémů - samostatná práce.
6.Analogie v dynamických systémech.
7.Simulační schéma diskrétních systémů.
8.Stavový popis diskrétních systémů.
9.Časové odezvy systémů na typické signály.
10.Souvislosti mezi popisy dynamických systémů - samostatná práce.
11.Řešení samostatné úlohy - vytvoření a ověření modelu jednoduchého dynamického systému.
12.Řešení samostatné úlohy - vytvoření a ověření modelu jednoduchého dynamického systému.
13.Linearizace systému, souvislost nelineárního a linearizovaného modelu.
14.Obhajoba samostatné práce, zápočet.