Kursa kods MašZ5027

Kredītpunkti 4

Sistēmu dinamikas modelēšana

Zinātnes nozareMašīnbūve un mehānika

Zinātnes apakšnozareMašīnu projektēšana

Kopējais stundu skaits kursā160

Lekciju stundu skaits32

Semināru un praktisko darbu stundu skaits16

Laboratorijas darbu stundu skaits16

Studenta patstāvīgā darba stundu skaits96

Kursa apstiprinājuma datums29.11.2011

Atbildīgā struktūrvienībaMehānikas institūts

Kursa izstrādātājs

author prof.

Aivars Kaķītis

Dr. sc. ing.

Kursa anotācija

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

Pārzina fizikālo sistēmu modeļu veidošanas principus, diferenciālvienādojumu sastādīšanu 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.
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.
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 – 4h (Praktiskais darbs)
10. Elektriskas sistēmas matemātiskā modeļa izveidošana – 2h.
11. Elektriskas sistēmas matemātiskā modeļa izveidošana un tā darbības praktiskā pārbaude – 6h (Laboratorijas 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 – 6h (Laboratorijas darbs)

Prasības kredītpunktu iegūšanai

Kurss noslēdzas ar eksāmenu. Lai kārtotu eksāmenu, jābūt aizstāvētiem laboratorijas darbiem un sekmīgi jāuzraksta kontroldarbi.

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.

Pamatliteratūra

1. Modeling of dynamic systems with engineering applications / Clarence W. de Silva. CRC Press, Taylor & Francis Group, 2018 – 671 p.
2. Modeling and analysis of dynamic systems / Ramin S. Esfandiari, Bei Lu. CRC Press, Taylor & Francis, 2014 – 548 p.

Papildliteratūra

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

Periodika un citi informācijas avoti

Lekcijas un e-studiju materiāli

Piezīmes

Kurss ir iekļauts TF maģistra studiju programmā L/s inženierzinātne studijās.