Simulace a modelování

Předmět je náhradou za:

Modelování a simulace (A6M33MOS)

Přednášející:

Jindřich Fuka (gar.), Vladimír Eck (gar.)

Cvičící:

Jindřich Fuka (gar.), Vladimír Eck (gar.)

Předmět zajišťuje:

katedra řídicí techniky

Anotace:

Techniky modelování obecně a v biomedicínském inženýrství. Typy modelů, modely spojitého a diskrétního času, modely lineární a nelineární se soustředěnými parametry. Formalizace a vytvoření modelu, identifikace a verifikace modelu, možnosti použití fuzzy modelů. Elektroakustické a elektromechanické analogie a modely. Modely jednotlivých systémů a soustav v biologii a medicíně, např. modely buněčných a fyziologických regulací. Aplikace modelů při tvorbě umělých orgánů.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Modely systémů, jejich třídění, formalizace a vytvoření modelu

2. Modely spojitého času lineární a nelineární se soustředěnými parametry, analogie modelů

3. Modely diskrétního času lineární a nelineární se soustředěnými parametry, perioda vzorkování

4. Experimentální určení parametrů modelu, identifikace a verifikace modelu

5. Systémy s rozprostřenými parametry a jejich modely

6. Možnosti použití fuzzy modelů

7. Modely na základě neuronových sítí

8. Modelování chemické kinetiky a farmakokinetiky

9. Modely buněčných regulací

10. Modelování populační dynamiky

11. Modely v neurokybernetice

12. Modely regulace dýchání a baroreflexu

13. Modely regulací glykémie a žaludeční kyselosti

14. Modely kardiovaskulárního systému a závislosti srdeční frekvence na fyzické zátěži

Osnova cvičení:

1. Úvod do přístrojového a programového vybavení laboratoře, typy modelů

2. Programové prostředí MATLAB a prostředí numerické simulace blokových schémat SIMULINK

3. Problémově orientované knihovny funkcí Control a System Identification Toolbox MATLABu

4. Programování experimentu v reálném čase - Real Time Toolbox MATLABu, identifikace

5. Příklady elektromechanických a akustických modelů

6. Fuzzy Logic Toolbox MATLABu - příklady modelů

7. Neural Network Toolbox MATLABu - příklady modelů

8. Model funkce ledvin při stabilizaci krevního tlaku

9. Model izometrické kontrakce kosterního svalu

10. Simulace se spojitými a diskrétními modely populační dynamiky

11. Modely neuronu a neuronových sítí, systém GENESIS

12. Modelování plicního, mozkového kompártmentu a ostatních tkání

13. Simulace chování systému člověk - stroj

14. Modelování a simulace stresu, jeho odezvy v psychosomatických veličinách

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Horáček, P.: Systémy a modely. Skripta ČVUT, Praha 2000

2. Jang, J.S.R., Sun, C.T., Mizutani E.: Neuro-fuzzy and Soft Computing, 1997. Prentice Hall

3. Biomedical Engineering - Handbook,1995, CRC Press, Inc

4. Biomedical Modeling and Simulation on PC, Springer - Verlag, New York, 1993

5. Eck,V.: Identifikace a modelování. Skripta ČVUT, Praha 1989

Poznámka:

;Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14+4

Typ cvičení: s, l

Předmět je nabízen také v anglické verzi.

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Biomedicínské inženýrství- strukturované studium (povinně volitelný předmět)