Matematické aplikace
Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
---|---|---|---|---|
AD2B99MAA | KZ | 4 | 14KP+6KC | česky |
- Prerekvizita:
- Lineární algebra a aplikace (AD0B01LAA)
Základy matematické analýzy (AD0B01MA1) - Přednášející:
- Cvičící:
- Předmět zajišťuje:
- katedra teorie obvodů
- Anotace:
-
První část je věnována programu MatLab a jeho použití při řešení výpočetních úloh v inženýrské praxi, zejména pro zpracování signálů.V druhé části předmět seznamuje se základy práce s počítačovým algebraickým systémem Maple, který bude využit jako výpočetní prostředí pro řešení úloh diferenciálního a integrálního počtu funkcí jedné proměnné, lineární algebry a počítání s komplexními čísly. Dále navazuje úvod do analýzy elektrických obvodů programem Maple s využitím knihvny PraCAn.
- Požadavky:
-
Základní znalosti matematické analýzy a lineární algebry.
- Osnova přednášek:
-
1. Úvod do MATLABu: help, matice, vektory, skaláry, základní operace, komplexní čísla, vizualizace dat, tisk a export grafiky, práce se soubory.
2. MATLAB - Signály1: vizualizace dat, filtrace, spektrální analýza.
3. MATLAB - Signály2: konvoluce, zpracování obrazu.
4. Skripty a funkce v MATLABu1: cykly, uživatelsky definované funkce.
5. Skripty a funkce v MATLABu2: pokročilé partie, řešení vybraných úloh elektromagnetického pole.
6. MATLAB, Tvorba uživatelských aplikací.
7. Systém Maple - ovládání, základní dovednosti, datové struktury, manipulace s výrazy, grafika, kalkulus.
8. Systém Maple - další užitečné příkazy, řešení rovnic.
9. Použití Maple v diferenciálním a integrálním počtu funkcí jedné proměnné.
10. Použití Maple v lineární algebře - maticový počet, řešení soustav lineárních rovnic. Ukázka řešení diferenciálních rovnic.
11. Použití Maple pro funkce komplexní proměnné - komplexní čísla, elementární a vícehodnotové funkce.
12. Knihovna PraCAn, úvod - možnosti analýzy elektrických obvodů v programu Maple.
13. Knihovna PraCAn - dokončení.
- Osnova cvičení:
-
1. Úvodní instruktáž o práci v laboratoři, systém Matlab - seznámení, výukové dokumenty.
2. Práce v Matlabu z příkazové řádky; základní operace, generování harmonického průběhu.
3. Načtení a uložení dat, zobrazení a přehrání harmonických průběhů.
4. Filtrace a zobrazení signálů ve frekvenční oblasti.
5. Tvorba skriptů a vlastních funkcí pro zpracování signálů v časové oblasti.
6. Vizualizace šíření elektromagnetické vlny na vedení.
7. Aplikace s grafickým rozhraním (GUI).
8. Systém Maple, seznámení s uživatelským prostředím, výukové dokumenty.
9. Příkazy na úpravy výrazů, řešení rovnic (příkaz solve vs. fsolve).
10. Řěšení úloh diferenciálního a integrálního počtu funkcí jedné proměnné.
11. TEST. Řěšení úloh lineární algebry.
12. Funkce komplexní proměnné - základní aritmetické operace a standardní funkce, příklady.
13. Analýza elektrických obvodů pomocí knihovny PraCAn - řešení stejnosměrného a harmonického ustáleného stavu a přechodových dějů.
14. TEST, zápočet.
- Cíle studia:
-
Předmět má za úkol seznámit studenty se základy práce v matematických programech Maple a MATLAB. V první části se studenti seznámí s programem MATLAB, jeho ovládáním a použitím pro výpočty v inženýrské praxi. Druhá část předmětu je věnována programu Maple a jeho využití pro matematické výpočty symbolické i numerické. Dále jsou ukázány možnosti využití speciálních knihoven pro analýzu elektrických obvodů.
- Studijní materiály:
-
Literatura
[1] Maple User Manuals and Programming Guides, Maplesoft, a division of Waterloo Maple Inc., pravěk až současnost. (elektronické verze jsou také součástí helpu v instalaci programu)
[2] , S.Lang: Complex Analysis, Springer-Verlag, 1993.
[3] Etter,D.M.: Engineering Problem Solving with MATLAB (2nd Edition), Prentice Hall,1996.
- Poznámka:
- Další informace:
- https://moodle.fel.cvut.cz/courses/A2B99MAA
- Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje
- Předmět je součástí následujících studijních plánů:
-
- Elektrotechnika, energetika a management - Aplikovaná elektrotechnika_162957 (volitelný předmět)
- Elektrotechnika, energetika a management - Elektrotechnika a management_163134 (volitelný předmět)
- Kybernetika a robotika - Robotika_163230 (volitelný předmět)
- Kybernetika a robotika - Senzory a přístrojová technika_163253 (volitelný předmět)
- Kybernetika a robotika - Systémy a řízení_163315 (volitelný předmět)
- Komunikace, multimédia a elektronika - Komunikační technika_163439 (povinný předmět programu)
- Komunikace, multimédia a elektronika - Multimediální technika_163458 (povinný předmět programu)
- Komunikace, multimédia a elektronika - Aplikovaná elektronika_163524 (povinný předmět programu)
- Komunikace, multimédia a elektronika - Síťové a informační technologie_163540 (povinný předmět programu)
- Otevřená informatika - Počítačové systémy (volitelný předmět)
- Otevřená informatika - Informatika a počítačové vědy (volitelný předmět)
- Otevřená informatika - Softwarové systémy (volitelný předmět)
- Elektrotechnika, energetika a management, před rozřazením do oborů (volitelný předmět)
- Komunikace, multimédia a elektronika, před rozřazením do oborů (povinný předmět programu)
- Kybernetika a robotika, před rozřazením do oborů (volitelný předmět)
- Otevřená informatika, před rozřazením do oborů (volitelný předmět)
- Inteligentní systémy (STM-A7B-přechodné) (volitelný předmět)
- Manažerská informatika (STM-A7B-přechodné) (volitelný předmět)
- Web a multimedia (STM-A7B-přechodné) (volitelný předmět)
- Softwarové inženýrství (STM-A7B-přechodné) (volitelný předmět)
- Společný 1.ročník (STM-A7B) (volitelný předmět)
- Inteligentní systémy (STM-A7B) (volitelný předmět)
- Manažerská informatika (STM-A7B) (volitelný předmět)
- Softwarové inženýrství (STM-A7B) (volitelný předmět)
- Web a multimedia (STM-A7B) (volitelný předmět)
- Komunikace, multimédia a elektronika - Komunikace a elektronika (povinný předmět programu)