Modelování a simulace technologických systémů - XP13MSD

Kredity 4
Semestry zimní
Zakončení zápočet a zkouška
Jazyk výuky čeština
Rozsah výuky 2P+2C
Anotace
Programové nástroje počítačového modelování a simulace. Blokově a branově orientované systémy. Systémy s textovou editací PSI. Systémy s grafickou editací SIMULINK. Modelování elektrických a elektronických systémů. Modely polovodičových součástek. Modelování výkonových polovodičových systémů. Příklady simulací výkonových polovodičových systémů. Modelování mechanických a elektromechanických systémů. Příklady simulací hydraulických systémů. Modelování tepelných a elektrotepelných systémů. Příklady simulací tepelných systémů. \\Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/XP13MSD
Cíle studia
Student se seznámí s vytvářením statických a dynamických modelů procesů, naučí se je optimalizovat. Seznámí se s matematický přístupem tvorby statických modelů a dynamických procesů a s grafickým přístupem tvorby statických modelů. Budou prezentovány také příklady neelektrických systémů a využití simulace pro optimalizaci systémů.
Osnovy přednášek
1. Členění procesů a systémů pro elektrotechnickou výrobu.
2. Analýza, syntéza a optimalizace procesů a systémů, druhy analýz.
3. Základní typy modelů procesů a systémů, modelové charakteristiky, testování kvality modelu.
4. Grafické vytváření statických modelů procesů a systémů.
5. Faktorové experimenty pro kvalitativní proměnnou, tabulky analýzy rozptylu.
6. Zavedení kontrastů a ortogonálních kontrastů a jejich výpočet, vyhodnocení vlivu faktorů.
7. Simulační metody pro statické modely, analýza výsledků simulace.
8. Postup analýzy dynamického chování komponent systému. Využití modelování a simulace.
9. Matematický model systému ve stavovém prostoru, lineární a linearizované modely. Příklady.
10. Obrazový přenos jednorozměrového a vícerozměrového systému. Výsledný přenos dekomponovaného systému. Příklady.
11. Modely neelektrických systémů mechanických a tepelných, ekvivalentní elektrické obvody. Příklady.
12. Identifikace parametrů modelu z dynamického chování. Analýza chování systému z matematického modelu.
13. Využití simulace pro optimalizaci dynamického chování systému, hodnocení kvality.
14. Analýza dynamického systému v kmitočtové oblasti, kmitočtové charakteristiky. Aplikace pro odrušovací filtry.
Osnovy cvičení
1. Řešení tepelné kinetiky pro konstrukci analytického modelu I.
2. Řešení tepelné kinetiky pro konstrukci analytického modelu II
3. Sestavení a řešení analytického modelu pícky pro ohřev pracovního plynu a rozbor.
4. Optimalizace tloušťky tepelné izolace pícky pro minimalizaci tepelných ztrát na základě analytického modelu.
5. Grafické řešení statických modelů.
6. Jednofaktorové experimenty pro kvalitativní proměnnou, konstrukce a výpočet ortogonálních kontrastů.
7. Chemická kinetika, příklady.
8. Základní metody počítačového modelování systémů, programové nástroje.
9. Modelování elektrických systémů, příklady modelů.
10. Individuální úlohy tvorby modelů a simulace chování elektrických systémů.
11. Specifika modelování výkonových polovodičových měničů, příklady.
12. Příklady modelů mechanických a tepelných systémů.
13. Individuální úlohy tvorby modelů a simulace chování neelektrických systémů.
14. Zápočet.
Literatura
Noskievič P.: Modelování a identifikace systémů. MONTANEX, Ostrava 1999.
Brittani, S.: Model identification and data analysis, John Wiley and sons, 2019
Kéry, M., Royle, J. A.: Applied hierarchical modeling in ecology, Academic Press+Elsevier, 2016
Požadavky
Pro získání zápočtu z předmětu je podmínkou povinná aktivní účast na cvičeních, průběžné zpracování a akceptování zadaných dílčích úloh.