Detail předmětu

Modelování a simulace I

FSI-RDO Ak. rok: 2025/2026 Zimní semestr

Tento předmět se zabývá modelováním dynamických systémů na počítači. Systémy mohou být popsány obyčejnými diferenciálními rovnicemi (ODE), diferenciálně-algebraickými rovnicemi nebo např. pomocí stavového automatu. Hlavním pracovním nástrojem je prostředí MATLAB/Simulink, součástí výkladu jsou i některé jeho pokročilejší vlastnosti a funkce. Teoretické poznatky jsou v laboratorním cvičení demonstrovány na konkrétních reálných modelech řízených z prostředí Simulink pomocí I/O karty MF624.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Robert Grepl, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky

Vstupní znalosti

Vektory a matice. Obyčejné diferenciální rovnice. Matematika a fyzika v rozsahu předchozího studia. Znalost programovacího prostředí MATLAB z předchozího studia.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Hodnocení předmětu probíhá podle standardní bodové škály 0–100 bodů. Pro získání zápočtu je nutné splnit následující podmínky:

  • Získat alespoň 20 bodů z 40 možných z testu ve cvičeních.
  • Získat alespoň 20 bodů z úlohy v laboratořích.

Zkouška je hodnocena maximálně 60 body.

Účast na cvičeních je povinná. Kontrola docházky a výuky probíhá na základě kritérií hodnocení stanovených pro cvičení.

Učební cíle

Studenti se seznámí s modelováním dynamických systémů (mechanických, elektromechanických a řízených) na počítači. V průběhu kurzu získají znalosti a dovednosti v následujících oblastech:

  • Lineární dynamické systémy a jejich analýza
  • Modelování v prostředí MATLAB/Simulink
  • Modelování řízených soustav
  • Praktická zkušenost s řízením reálné soustavy prostřednictvím I/O karty z prostředí MATLAB/Simulink

Tento kurz kombinuje teoretické poznatky s praktickým využitím v inženýrských aplikacích.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program B-MET-P: Mechatronika, bakalářský, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Osnova


  1. Úvod

  2. Numerické metody integrace

  3. Lineární dynamický systém 1. a 2. řádu

  4. Řešení ODE v MATLABu

  5. Simulink I.

  6. Simulink II.

  7. SimScape

  8. StateFlow

  9. RT systémy, HW, SW

  10. Modelování tření

  11. Úvod do odhadu parametrů

  12. Fraktály a jiné krásné diskrétní systémy




Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Osnova

• Základy práce s I/O kartou MF624 v prostředí MATLAB/Simulink.
• Řízení DC motoru s enkodérem z prostředí Simulink pomocí I/O karty MF624. Návrh PID regulátoru pro řízení rychlosti a polohy.
• Zpracování zadaného projektu.

Cvičení s počítačovou podporou

13 hod., povinná

Osnova


  1. Úvod

  2. Numerické metody integrace

  3. Lineární dynamický systém 1. a 2. řádu

  4. Řešení ODE v MATLABu

  5. Simulink I.

  6. Simulink II.

  7. SimScape

  8. StateFlow

  9. RT systémy, HW, SW

  10. Modelování tření

  11. Úvod do odhadu parametrů

  12. Fraktály a jiné krásné diskrétní systémy