Modelování a simulace technologických systémů

Garant předmětu:

Pavel Mach

Přednášející:

Pavel Mach

Cvičící:

Pavel Mach

Předmět zajišťuje:

katedra elektrotechnologie

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

Požadavky:

Pro získání zápočtu z předmětu je podmínkou povinná aktivní účast na cvičeních, průběžné zpracování a akceptování zadaných dílčích úloh.

Osnova 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.

Osnova 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.

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.

Studijní materiály:

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

Poznámka:

Student musí získat nejprve zápočet, aby byl připuštěn ke zkoušce.

Další informace:

http://www.fel.cvut.cz/education/bk/predmety/11/84/p11849704.html

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Doktorské studium, prezenční forma (povinně volitelný předmět)
• Doktorské studium, kombinovaná forma (povinně volitelný předmět)
• Doktorské studium, strukturované prezenční (povinně volitelný předmět)
• Doktorské studium, strukturované kombinované (povinně volitelný předmět)