Simulace dynamických systémů (FSI-FSI)

Akademický rok 2022/2023
Garant: prof. RNDr. Ing. Jiří Šťastný, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚAI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Osvojení metod a vybraných prostředků počítačové simulace.
Výstupy studia a kompetence:
Schopnost používat metody a prostředky počítačové simulace.
Prerekvizity:
Základy matematiky včetně diferenciálního a integrálního počtu funkcí jedné a více proměnných a řešení systému diferenciálních rovnic, základy fyziky, mechaniky, elektrotechniky a automatického řízení, zvládnutí programovacích technik v prostředí C/C++ a prostředí Matlab.

Vazby k jiným předmětům:
povinná prerekvizita: Simulace systémů [FSI-K]
Obsah předmětu (anotace):
Úvod do modelování a simulace systémů. Abstraktní a simulační modely. Spojité, diskrétní a kombinované modely. Petriho sítě a konečné automaty v simulaci. Modelování a simulace událostmi řízených systémů. Generování a testování náhodných čísel. Metoda Monte Carlo. Navrhování a řízení simulačních experimentů, vizualizace a vyhodnocování výsledků simulace.systémy hromadné obsluhy.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
Písemná a ústní zkouška z obsahové náplně kursu, zápočet z průběžných projektů.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Výuka je kontrolována zpracováním projektů.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška P1: Nástroje pro počítačovou simulaci.
P2: Základy teorie systémů. Klasifikace modelů.
P3: Formální systémy.
P4: Petriho sítě a konečné automaty. Modelování paralelních procesů.
P5: Celulární automaty a jejich použití pro simulaci.
P6: Modelování založení na agentech.
P7: Modelování a simulace spojitých systémů I. (popis, typy systémů a postup řešení).
P8: Modelování a simulace spojitých systémů II. (řešiče ODE, chyba a stabilita řešení).
P9: Modelování a simulace spojitých a diskrétních systémů.
P10: Modelování a simulace událostmi řízených systémů.
P11: Modelování a simulace stochastických systémů. Metoda Monte Carlo.
P12-13: Moderní trendy v simulaci (HIL simulace, dSpace nástroje pro simulace v automobilovém a leteckém průmyslu).
    Cvičení s počítačovou podporou Cvičení s počítačovou podporou koresponduje s obsahem přednášek. Cílem cvičení je studenty seznámit s praktickou částí předmětu především prostřednictvím systému Matlab/Simulink. Tématicky lze cvičení rozdělit na bloky:
a) Mechanické systémy.
b) Elektromechanické systémy.
c) Logické a elektronické systémy.
b) Fluidní systémy.
e) Stochastické systémy (generátory pseudonáhodných čísel).
f) Celulární automaty. Agentní systémy.
g) Událostmi řízené systémy.
h) Petriho sítě.
i) Fuzzy modely.
Literatura - základní:
1. Ross S.: Simulation, 3rd edition, Academic Press, 2002
2. Zeigler B., Praehofer H., Kim T.: Theory of Modelling and Simulation, 2nd edition, Academic Press, 2000
3. Fishwick P.: Simulation Model Design and Execution, Building Digital Worlds, Prentice-Hall, 1995
Literatura - doporučená:
1. Zeigler B., Praehofer H., Kim T.: Theory of Modelling and Simulation, 2nd edition, Academic Press, 2000
2. Šťastný, J.: Simulace systémů. Elektronická studijní opora, VUT Brno, 2002
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 1 1 Z
N-AIŘ-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Povinný 2 2 Z