352-0546/03 – Identifikace a simulace systémů (IaSS)

Garantující katedraKatedra automatizační techniky a řízeníKredity5
Garant předmětuprof. Ing. Petr Noskievič, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Petr Noskievič, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení2025/2026
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
NOS52 prof. Ing. Petr Noskievič, CSc.
SKU52 Ing. Jolana Škutová, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 12+4

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Předmět Identifikace a simulace systémů je zaměřen na získání znalostí z experimentální identifikace dynamických systémů a na realizaci matematických modelů dynamických systémů pomocí počítačové simulace. Po shrnutí základních používaných tvarů matematických modelů v časové a frekvenční oblasti, spojitých a diskrétních modelů jsou probírány metody určení jejich parametrů pomocí různých testovacích signálů – skoková změna , rampová funkce, obecný vstupní signál, náhodný signál. Druhá část předmětu je zaměřena na numerické metody používané při realizaci matematických modelů na číslicových počítačích. Jsou probírány metody aproximace a interpolace funkcí, numerické integrace a numerického výpočtu derivace, dále numerické metody řešení diferenciálních rovnic, včetně podmínek jejich použití a numerické stability získaného řešení.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Projekt

Anotace

Předmět Identifikace a simulace systémů je zaměřen na získání znalostí z experimentální identifikace dynamických systémů a na realizaci matematických modelů dynamických systémů pomocí počítačové simulace. Po shrnutí základních používaných tvarů matematických modelů v časové a frekvenční oblasti, spojitých a diskrétních modelů jsou probírány metody určení jejich parametrů pomocí různých testovacích signálů – skoková změna , rampová funkce, obecný vstupní signál, náhodný signál. Druhá část předmětu je zaměřena na numerické metody používané při realizaci matematických modelů na číslicových počítačích. Jsou probírány metody aproximace a interpolace funkcí, numerické integrace a numerického výpočtu derivace, dále numerické metody řešení diferenciálních rovnic, včetně podmínek jejich použití a numerické stability získaného řešení.

Povinná literatura:

NOSKIEVIČ, P. Simulace systémů. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 1996. ISBN 80-7078-112-2. NOSKIEVIČ, P. Modelování a identifikace systémů. 1. vyd. Ostrava : MONTANEX, a. s., 1999. 276 s. ISBN 80-7225-030-2. Noskievič, P.: Modelování a simulace mechatronických systémů pomocí programu MATLAB-Simulink.VŠB-TU Ostrava, 83 stran, 2013, ISBN 978-80-248-3231-9.

Doporučená literatura:

Hofreiter, M.: Identifikace systémů I. ČVUT v Prazem Česká technika - nakladatelství ČVUT. ISBN 978-80-01-04228-1.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Aktivní práce studentů v rámci cvičení. Vypracování zadaných projektů. Kombinovaná zkouška.

E-learning

Další požadavky na studenta

Vypracování 3 projektů zaměřených na sestavení matematických modelů a simulaci mechatronických systémů. Student musí být schopen používat numerické metody pro simulaci dynamických systémů a řešit identifikační úlohy pomocí simulačního programu MATLAB-Simulink.

Prerekvizity

Kód předmětuZkratkaNázevPovinnost
352-0329 MaSMS Modelování a simulace mechatronických systémů Doporučená

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Základní tvary matematických modelů dynamických systémů, způsoby jejich získání, přehled o postupech analytické a experimentální identifikace. 2. Realizace matematických modelů, simulační programy, jejich rozdělení, použití. 3. Experimentální identifikace pomocí deterministických signálů. Aproximace přechodových charakteristik. 4. Parametrizace charakteristik systémů, metoda ploch, metoda postupné integrace. 5. Vyšetření a parametrizace frekvenční charakteristiky sytému. 6. Statistické metody identifikace. Statistické charakteristiky, stacionárnost, ergodičnost náhodného procesu. 7. Identifikace pomocí korelačních metod. Stochastická formulace dynamického systému, náhodné testovací signály. 8. Identifikace odhadem parametrů modelu, struktura modelu náhodného procesu a systému. 9. Stanovení parametrů modelu, metoda nejmenších čtverců. 10. Rekurzivní metody identifikace, váhové koeficienty, exponenciální zapomínání. 11. Identifikace v uzavřeném regulačním obvodu. 12. Realizace simulačních modelů, numerické metody řešení, stabilita metod numerického řešení, Tuhé systémy. 13. Snižování řádu modelu systému. 14. Simulační experiment, aplikace simulačních modelů při návrhu mechatronického systému.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr, platnost do: 2025/2026 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40 (40) 20
                Projekt 1 Projekt 10  6
                Projekt 2 a experimentální měření Projekt 15  8
                Projekt 3 Projekt 10  6
                Aktivita. Jiný typ úlohy 5  0
        Zkouška Zkouška 60 (60) 22
                Písemná zkouška Písemná zkouška 30  16
                Ústní zkouška Ústní zkouška 30  6
Rozsah povinné účasti: Absolvování cvičení, experimentální měření a zpracování tří projektů

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2021/2022 (N0714A270003) Mechatronika EMM P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2021/2022 (N0714A270003) Mechatronika EMM K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0714A270003) Mechatronika EMM P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0714A270003) Mechatronika EMM K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N0714A270003) Mechatronika EMM P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N0714A270003) Mechatronika EMM K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku