450-6015/02 – Modelování, identifikace a simulace v technické kybernetice (MISTK)

Absolvent předmětu je schopen vytvářet matematické modely, identifikovat systémy, provádět simulace a optimalizovat chování systémů v reálných podmínkách. Umí spolehlivě uplatnit své odborné znalosti v rámci oboru Technická kybernetika profesionálním přístupem s použitím inovativních metod. Je schopen provádět komplexní odbornou analýzu technických úloh. Je schopen samostatně vyhledávat důležité informace týkající se zkoumané problematiky, studovat odbornou literaturu, interpretovat ji a aplikovat na řešení daného problému. Znalosti získané v tomto předmětu umožňují absolventovi zaměřit se na vlastní tvůrčí vědeckou činnost v rámci svého studia ve zvoleném oboru.

V tomto předmětu se posluchači seznámí s vybranými pokročilými metodami používanými v oblasti modelování, identifikace a simulace s využitím moderních výkonných SW prostředků používaných v této oblasti jako standardy v celosvětovém měřítku. Rozsah předmětu reflektuje požadavky na znalosti a schopnosti absolventa doktorského studia v dané oblasti, konkrétně od tvorby obecného multifyzikálního nelineárního modelu přes jeho simulační ověření a případnou optimalizaci až po zařazení modelu do řídicí struktury. Absolvent předmětu je schopen vytvářet matematické modely, identifikovat systémy, provádět simulace a optimalizovat chování systémů v reálných podmínkách. Znalosti získané v tomto předmětu umožňují absolventovi zaměřit se na vlastní tvůrčí vědeckou činnost v rámci svého studia ve zvoleném oboru. Z hlediska typu modelování bude hlavní důraz kladen na tzv. fyzikální modelování. Přístup je vhodný i pro soustavy, kde dochází k prolínání několika fyzikálních oblastí (multifyzika). Popis fyzikálního řízeného procesu sestává obecně z jedné nebo více parciálních diferenciálních rovnic (PDR). Jedním z dílčích témat v tomto předmětu je proto i aplikace metody konečných prvků (MKP) vedoucí na sestavení konečnoprvkového modelu ve vybraném SW prostředí, zejména pro multifyzikální problémy. Po sestavení a identifikaci modelu bude demonstrováno použití pokročilých technik modelování, známých pod názvy PIL, SIL a HIL, které se používají těsně před nasazením řídicích systémů na reálný řízený proces. Přirozenou problematikou, která úzce souvisí se zaměřením tohoto předmětu, je optimalizace systémů. V předmětu proto budou demonstrovány vybrané pokročilé metody globální optimalizace s omezením, a to analytické i heuristické (za všechny např. PSO, HBMO, ABC, BA, BCO), aplikované do oblasti teorie řízení.

Martin Arnold, Werner Schiehlen: Simulation Techniques for Applied Dynamics. ISBN 978-3-211-89547-4 Springer Wien New York. Darrell W. Pepper,‎ Juan C. Heinrich: The Finite Element Method: Basic Concepts and Applications with MATLAB, MAPLE, and COMSOL, Third Edition (Series in Computational and Physical Processes in Mechanics and Thermal Sciences). ISBN 978-1498738606. CRC Press. Katalin Popovici‎ Pieter J. Mosterman: Real-Time Simulation Technologies: Principles, Methodologies, and Applications (Computational Analysis, Synthesis, and Design of Dynamic Systems). ISBN 9781138077553, CRC Press.

Konzultace zadaných individuálních projektů.