Opis predmeta
Predmet uvede študenta na področje modeliranja procesov in obdelave signalov, ki se pojavljajo v teoriji vodenja. Predstavi osnovne koncepte sistemske teorije, različne tipe procesov in signalov, ter pristope k njihovemu modeliranju in analizi. Predstavi osnovna orodja in koncepte simulacije ter programski paket Matlab-Simulink.
Splošno
- koda predmeta: 64663
- študij: visokošolski, 1. stopnja
- nosilec: izr. prof. dr. Gregor Klančar
Vsebina
- uvod v sisteme in sistemsko teorijo, primeri sistemov, procesi, povezava sistemske teorije z modeliranjem.
- signali: vrste, moč in energija. Osnovni signali, uvod v spektralno analizo, Fourier-jeva vrsta, vzorčenje, digitalna obdelava, diskretna Fourier-jeva transformacija, digitalno filtriranje.
- modeliranje procesov: cilji in pomembne zakonitosti pri modeliranju, vrste modelov, načini modeliranja: teoretično in eksperimentalno modeliranje, modeliranje in simulacija kot enovit ciklični postopek, primeri: avtomobilsko vzmetenje, ogrevanje v prostoru, primer iz populacijske dinamike.
- zapisi matematičnih modelov: diferencialne enačbe, prenosne funkcije, bločni diagrami.
- analiza sistemov v časovnem prostoru: vpliv polov in ničel, obravnava proporcionalnih, integrirnih in diferencirnih sistemov, stabilnost.
- simulacija: simulacijska shema, indirektni način, simulacija prenosnih funkcij.
- orodja za računalniško podprto obdelavo signalov, analizo sistemov in simulacijo: Matlab, Signal Processing Toolbox, Control Sytems Toolbox, orodje za simulacijo Matlab- Simulink, okolje za večdomensko objektno orienirano modeliranje in simulacijo Dymola-Modelica.
Cilji in kompetence
Osnovni cilj predmeta je, da uvede študenta na področje teorije sistemov in obdelave signalov, mu predstavi osnovne pristope pri teoretičnem modeliranju, prikaže metode za simulacijo zveznih dinamičnih sistemov ter predstavi osnove programskega paketa Matlab-Simulink.
Predvideni rezultati
Po uspešno opravljenem predmetu naj bi bili študenti zmožni:
- poznati vrste signalov ter obvladati njihovo analizo,
- poznati vrste sistemov,
- izdelati osnovne modele dinamičnih sistemov in njihove simulacijske sheme,
- uporabljati računalniška orodja Matlab, Simulink ter Dymola-Modelica.
Metode poučevanja
- predavanja,
- laboratorijske vaje.
Gradivo
Obvezno
- Zupančič, B., Modeliranje in obdelava signalov, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2014.
- Oblak, S., Škrjanc, I., Matlab s Simulinkom : priročnik za laboratorijske vaje, 1. izdaja, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2005.
Dodatno
- Cha, P. D., Molinder, J. I., Fundamentals of Signals and Systems: A Building Block Approach, Cambridge University Press, UK, 2006
- Zupančič, B., Zvezni regulacijski sistemi 1. del, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2010.
- Zupančič, B., Karba, R., Matko, D., Škrjanc, I., Simulacija dinamičnih sistemov, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko , 2010.
- Mihelič, F., Signali, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, Ljubljana, 2006
- Karba, R., Modeliranje procesov, 1. izdaja, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 1999.
- Fritzson, P., Principles of Object Oriented Modeling and Simulation with Modelica 2.1, IEEE Press, John Wiley&Sons, Inc., Publication, USA, 2004
- Dabney, J. B., Harman, T. L., Mastering SIMULINK , Prentice Hall, Upper Saddle River, N.J., USA, 2004.
- Dymola, Dynamic Modeling Laboratory, Users manual, ver 2014 FD01. Dessault Systems, Dynasim AB, Sweden, Lund, 2013.