LV EN RU DE FR

Dinamisku sistēmu modelēšana

Kursa izstrādātājs

Priekšzināšanas

Fizi3005, Fizika inženieriem III

Kursa anotācija

Studiju kursa mērķis ir iegūt izpratni par dinamisku sistēmu modelēšanas principiem un datorprogrammu izmantošanu dažādu fizikālu sistēmu modeļu veidošanā. Studenti apgūst fizikālo sistēmu modeļu veidošanas principus, diferenciālvienādojumu sastādīšanu mehāniskām, elektriskām un hidrauliskām sistēmām un to atrisināšanu. Iegūst zināšanas datorprogrammu Matlab-Simulink izmantošanu inženiertehniskos aprēķinos un sistēmu modelēšanā.

Kursa rezultāti un to vērtēšana

Zināšanas – Studenti iegūst padziļinātas teorētiskās un praktiskās zināšanas tehnisko sistēmu modeļu veidošanā, diferenciālvienādojumu sastādīšanā mehāniskām, elektriskām un hidrauliskām sistēmām. Iegūst zināšanas datorprogrammas Matlab-Simulink izmantošanā inženiertehniskos aprēķinos un sistēmu modelēšanā. Iegūtās zināšanas kalpo par pamatu turpmākajai pētniecībai un radošas domāšanas attīstībai. Zināšanas tiek novērtētas laboratorijas darbu aizstāvēšanā un kontroldarbos.
Prasmes – Spēj radoši izmantot iegūtās zināšanas tehnisko sistēmu matemātisko modeļu veidošanā, šo modeļu izstrādāšanā izmantojot datorprogrammas Matlab-Simulink rīkus. Spēj veikt sistēmu modelēšanas rezultātu novērtēšanu. Novērtēšana – Laboratorijas darbu izpilde.

Kompetence - Studenti spēj patstāvīgi kritiski analizēt sarežģītas inženiertehniskas sistēmas, noteikt to robežas, izveidot un novērtēt izstrādātos modeļus. Studenti spēj pamatot pieņemtos lēmumus, integrēt citās jomās un studiju kursos iegūtās zināšanas, lai izstrādātu sistēmu matemātiskos modeļus. Novērtēšana – Laboratorijas darbu aizstāvēšana.

Kursa saturs(kalendārs)

1. Ievads sistēmu modelēšanā. Modelēšanas nozīme inženieru praksē – 2h.
2. Sistēmas definīcija, parametri un īpašības. Sistēmu veidi un uzbūve - 2h.
3. Statiskās un dinamiskās sistēmas, to parametri un raksturlīknes – 4h.
4. Kontroldarbs par modelēšanas teorētisko daļu.
5. Modeļi un to veidi, īpašības un novērtēšana – 2h.
6. Diferenciālvienādojumu izveidošana dažādiem fizikālo sistēmu veidiem – 2h.
7. Fizikālās sistēmas modeļa izveide – 4h. (Praktiskais darbs)
8. Programmas Matlab-Simulink pamatprincipu apguve. - 2h.
9. Simulink rīku bibliotēkas un to izmantošana dinamisku sistēmu modeļu veidošanā – 8h. (Praktiskais darbs)
10. Elektriskas sistēmas matemātiskā modeļa izveidošana – 2h.
11. Elektriskas sistēmas matemātiskā modeļa izveidošana – 4h. (Praktiskais darbs)
12. Laplasa transformācijas – 4h.
13. Diferenciālvienādojumu atrisināšana izmantojot Laplasa transformācijas – 2h. (Praktiskais darbs)
14. Mehānisku sistēmu modeļu veidošana – 4h
15. Diferenciālvienādojumu sastādīšana un atrisināšana mehāniskām sistēmām – 2h. (Praktiskais darbs)
16. Svārstīgu mehānisku sistēmu modelēšana un modeļa darbības pārbaude – 4h. (Laboratorijas darbs)
17. Hidraulisku sistēmu modeļu veidošana – 2h.
18. Elektrodzinēju matemātisko modeļu veidošana – 2h.
19. Lagranža otrā veida diferenciālvienādojumi un to atrisināšana – 2h.
20. Lagranža otrā veida diferenciālvienādojumu sastādīšana mehāniskām sistēmām - 4h. (Praktiskais darbs)
21. Elektromehānisku sistēmu modeļu veidošana izmantojot otrā veida Lagranža diferenciālvienādojumus – 2h.

22. Elektromehāniskas sistēmas modeļa izveide un tā eksperimentāla pārbaude – 4h. (Laboratorijas darbs)

Prasības kredītpunktu iegūšanai

Kurss noslēdzas ar eksāmenu.
Lai kārtotu eksāmenu, jābūt aizstāvētiem laboratorijas darbiem un izpildītiem mājas darbiem.

Studējošo patstāvīgo darbu organizācijas un uzdevumu raksturojums

1. Mājas darbs. Elektriskas sistēmas modeļa izveide un simulācija datorprogrammā Simulink – 36 h.
2. Mājas darbs. Mehāniskas sistēmas modeļa izveide un simulācija datorprogrammā Simulink – 24 h.

3. Mājas darbs. Elektromehāniskas sistēmas modeļa izveide izmantojot Lagranža otrā veida diferenciālvienādojumu un tā simulācija datorprogrammā Simulink – 36 h.

Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji

Students sekmīgi aizstāv laboratorijas darbu, ja veicis nepieciešamos aprēķinus un spēj atbildēt jebkuru kontroljautājumu darbam.
Mājas darbs tiek ieskaitīts, ja students spēj paskaidrot veiktos aprēķinus un interpretēt iegūtos rezultātus tajā.

Obligātā literatūra

1. Modeling of dynamic systems with engineering applications. C. W. de Silva. Boca Raton: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2018. 671 p.

2. Esfandiari R. S., Bei Lu. Modeling and analysis of dynamic systems. Boca raton: CRC Press, Taylor & Francis, 2014. 548 p.
3. Kaķītis A., Galiņš A. Leščevics P. Sensori un mērīšanas sistēmas. Jelgava: LLU, 2008. 396 lpp.

Papildliteratūra

1. Dynamic systems. Modeling, analysis and simulation. F. Haugan. Tapir academic press, Trondheim 2004. 213 p.

Piezīmes

Obligātās izvēles kurss bakalaura programmā Biosistēmu mašinērija un tehnoloģijas 2. kursa 4. semestrī.