čeština

6

Student získá praktické znalosti a dovednosti při používání klíčových počítačových programů, které se využívají v rámci studia pro řešení řady úkolů při simulacích a modelování energetických zařízení.

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia. Znalost práce na PC v prostředí operačního systému Windows.

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Předmět je hodnocen průběžně pomocí bodového systému, kdy studenti získávají body za dílčí úkoly a zadání. Součástí mohou být úkoly řešené v běžné výuce a nebo domácí úkoly. Student má dostatek příležitostí získat potřebné body pro úspěšné zakončení předmětu a hodnocení je rozloženo do celého semestru.

Úvod do počítačového modelování, obecné vysvětlení problematiky počítačových simulací
Opakování a rozšíření znalostí o programu MATLAB, základy programovacího jazyka, zápis čísel, práce s maticemi a komplexními čísly
Využití MATLABu pro řešení elementárních úloh, stejnosměrné a střídavé obvody, třífázová soustava, harmonické funkce a veličiny, komplexní čísla
Výpočty přechodových dějů, jednoduché obvody s akumulačními prvky, numerická derivace a integrál
Seznámení s programem DYNAST, podstata fyzikálních domén, rozdílové, průtokové veličiny, výkonové a energetické veličiny, jejich multidisciplinární vztah, význam pro energetiku
Nelineární obvody a jejich numerické řešení s využitím počítače, iterační algoritmy, řešení soustav nelineárních rovnic, tvorba modelů v DYNASTu, knihovny prvků, tvorba simulačních schémat
Matematické modely elektrických, mechanických, tepelných, magnetických, pneumatických prvků, identifikace systémů a jejich počítačové reprezentace pomocí základních funkčních bloků
SIMULINK jako simulační nádstavba MATLABu, základy ovládání, tvorby modelů, vstupy, stavy, výstupy, propojení s MATLABem, export a import dat
Příklady využití SIMULINKu pro modelování třífázových soustav, vyčíslení efektivních hodnot obvodových veličin, vyhodnocení výkonu, převod časových veličin na komplexní čísla
Tvorba komplexnějších systémů, práce se subsystémy, ovládací prvky pro řízení simulace.
Seznámení s programem Mathematica, práce s notebookem, vyhodnocení základních výrazů, možnosti modelování a simulací
Využití programu Mathematica pro podporu modelování, ověřování matematického aparátu, tvorba dokumentace
Ukázka dalších programů (ATP, PSCAD, NetCALC) a jejich využití pro řešení úloh z energetiky, řechodové děje, ustálených chod sítí.

Cílem předmětu je především zlepšení praktických dovedností studentů v oblasti práce s počítačem při řešení jednoduchých fyzikálních úloh souvisejících s elektrotechnikou a energetikou. Studenti by měli získat dovednosti, které jim umožní mnohem lépe řešit řadu úloh, které se později vyskytují v rámci celého studia energetiky. Důraz je kladen na pochopení principů a podstaty matematických modelů a procesu simulace. Díky výhradně praktické výuce na počítačích získají rutinní návyky, které využijí jak ve studiu tak praxi. Budou schopni se kvalifikovaně rozhodnout, jaký postup a počítačový program zvolit pro řešení konkrétního problému, což se ukazuje jako klíčový prvek.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Using MATLAB, MATLAB 6, The MathWorks, Inc. 2000, Reference Manual
Simulink - Documentation, [online], 1984-2011- The MathWorks, Inc., Available from: http://www.mathworks.com/help/toolbox/simulink/
Noskievič, P.: Modelování a identifikace systémů, Montanex 1999, Ostrava, ISBN 80-7225-030-2
Schindler, J.: Simulace a optimalizace systémů, Ostrava 1983
Klaus Tkotz a kol.: Příručka pro elektrotechnika, EUROPA - SOBOTÁLES cz, Praha 2002, ISBN 80-86706-00-1

65 hod., povinná

Úvod do počítačového modelování, obecné vysvětlení problematiky počítačových simulací
Opakování a rozšíření znalostí o programu MATLAB, základy programovacího jazyka, zápis čísel, práce s maticemi a komplexními čísly
Využití MATLABu pro řešení elementárních úloh, stejnosměrné a střídavé obvody, třífázová soustava, harmonické funkce a veličiny, komplexní čísla
Výpočty přechodových dějů, jednoduché obvody s akumulačními prvky, numerická derivace a integrál
Seznámení s programem DYNAST, podstata fyzikálních domén, rozdílové, průtokové veličiny, výkonové a energetické veličiny, jejich multidisciplinární vztah, význam pro energetiku
Nelineární obvody a jejich numerické řešení s využitím počítače, iterační algoritmy, řešení soustav nelineárních rovnic, tvorba modelů v DYNASTu, knihovny prvků, tvorba simulačních schémat
Matematické modely elektrických, mechanických, tepelných, magnetických, pneumatických prvků, identifikace systémů a jejich počítačové reprezentace pomocí základních funkčních bloků
SIMULINK jako simulační nádstavba MATLABu, základy ovládání, tvorby modelů, vstupy, stavy, výstupy, propojení s MATLABem, export a import dat
Příklady využití SIMULINKu pro modelování třífázových soustav, vyčíslení efektivních hodnot obvodových veličin, vyhodnocení výkonu, převod časových veličin na komplexní čísla
Tvorba komplexnějších systémů, práce se subsystémy, ovládací prvky pro řízení simulace.
Seznámení s programem Mathematica, práce s notebookem, vyhodnocení základních výrazů, možnosti modelování a simulací
Využití programu Mathematica pro podporu modelování, ověřování matematického aparátu, tvorba dokumentace
Ukázka dalších programů (ATP, PSCAD, NetCALC) a jejich využití pro řešení úloh z energetiky, řechodové děje, ustálených chod sítí.