Modeliranje in simulacija

Opis predmeta

Uvod (motivacija, definicija pomembnejših pojmov, predstavitev različnih vrst modelov in načinov modeliranja, ciklični postopek modeliranja, vrednotenje in verifikacija)

Osnovne predstavitve matematičnih modelov dinamičnih sistemov in transformacije med njimi ter njihova analiza

Osnove simulacije (metode simulacije, simulacija osnovnih zapisov)

Programska orodja: Matlab, Simulink

Simulacijski eksperimenti: parametrizacija, linearizacija, optimizacija

Preprostejši pristopi k identifikaciji v časovnem prostoru

Analogni sistemi in njihov pomen v kontekstu sistemskega inženirstva

Ilustrativni primeri s področja elektrotehnike, mehanike, hidravlike, pnevmatike in termodinamike

Ilustrativni primeri načrtovanja ob uporabi laboratorijskih pilotnih naprav

Cilji in kompetence

Cilji predmeta so:

opozoriti na razširjenost in multidisciplinarnost modeliranja in simulacije in s tem na njun pomen v znanosti,
predstaviti ciklični postopek modeliranja in ga ilustrirati na različnih področjih,
podati osnovna znanja s področja modeliranja in simulacije zveznih dinamičnih sistemov,
predstaviti osnove uporabe MATLABa in Simulinka v luči predstavljene problematike.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja, domače naloge, laboratorijske vaje, možnost sodelovanja v seminarskih in projektnih študentskih nalogah

Predvideni študijski rezultati

Po uspešno zaključenem izpitu naj bi bili študenti zmožni:

opredeliti pomen modeliranja in simulacije,
predstaviti matematične modele dinamičnih sistemov v različnih oblikah,
računanja odzivov modelov na analitični in simulacijski način,
analiziranja pomembnih lastnosti sistemov na osnovi matematičnih modelov,
izvajanja preproste identifikacije ob uporabi odzivov na stopnico,
razvoja modelov s pomočjo teoretičnega modeliranja,
razpoznavanja analognih (podobnih) modelov z različnih področij,
uporabljati MATLAB s Simulinkom v podporo opisanim aktivnostim.

Reference nosilca

SENTOČNIK, Jožica Tina, ATANASIJEVIĆ-KUNC, Maja, DRINOVEC, Jože, PFEIFER, Marija. Efficacy analysis of a body-mass-reduction treatment using mathematical modelling. Mathematical and computer modelling of dynamical systems, 2014, vol. 20, no. 2, str. 146-169.
ATANASIJEVIĆ-KUNC, Maja, DRINOVEC, Jože, GUŠTIN, Barbara, MRHAR, Aleš. Simulation analysis of economic burden in hypertension and myocardial infarction treatment with beta blockers = Simulacijsko vrednotenje ekonomskega bremena zdravljenja hipertenzije in miokardnega infarkta z uporabo beta blokatorjev. Zdravniški vestnik, 2012, letn. 81, št. 2, str. 105-118.
ATANASIJEVIĆ-KUNC, Maja, DRINOVEC, Jože, RUČIGAJ, Simona, MRHAR, Aleš. Simulation analysis of coronary heart disease, congestive heart failure and end-stage renal disease economic burden. Mathematics and computers in simulation, 2011, vol. 82, no. 3, str. 494-507.
ATANASIJEVIĆ-KUNC, Maja, LOGAR, Vito, KARBA, Rihard, PAPIĆ, Marko, KOS, Andrej. Remote multivariable control design using a competition game. IEEE transactions on education, 2011, vol. 54, no. 1, str. 97-103.
ATANASIJEVIĆ-KUNC, Maja, DRINOVEC, Jože, MRHAR, Aleš. Modeliranje in simulacija ter njuna uporaba v medicini in farmaciji = Usage of modelling and simulation in medicine and pharmacy. Zdravniški vestnik, 2008, letn. 77, št. 1, str. 57-71.

Temeljni viri in literatura

ATANASIJEVIĆ-KUNC, Maja, KARBA, Rihard, ZUPANČIČ, Borut. Modeliranje in simulacija, Učbenik. Fakulteta za elektrotehniko, Založba FE in FRI, 2016.
ATANASIJEVIĆ-KUNC, Maja, RAKAR, Andrej. Modeliranje in simulacija: Laboratorijske vaje. Fakulteta za elektrotehniko, Založba FE in FRI, 2003.
ATANASIJEVIĆ-KUNC, Maja. Modeliranje procesov: Zbirka primerov z ilustracijami v okolju Matlab-Simulink. Fakulteta za elektrotehniko, Založba FE in FRI, 2008.
CLOSE, Charles M., and FREDERICK, Dean K.. Modelling and analysis of dynamic systems. Houghton Miffin Company, Boston, 1993.
CELLIER, François, E.. Continuous system modeling. Springer-Verlag, New York, 1991.
CELLIER, François, E. & KOFMAN, Ernesto. Continuous System Simulation. Springer Science + Business Media, New York, 200
KLEE, Harold. Simulation of Dynamic Systems with MATLAB and Simulink. CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton, 2007.