Računalniška simulacija

Uvod: definicije, modeliranje in simulacija kot enovit ciklični postopek, uporabnost  na področju vodenja sistemov.

Osnove modeliranja: ravnotežni zakoni, teoretično in eksperimentalno modeliranje, značilni primeri.

Vrste modelov in simulacij: zvezna, diskretna-dogodkovna, hibridna, simulacija v realnem času.

Metode za simulacijo: indirektna in implicitna metoda, simulacija prenosnih funkcij – vgnezdena in delitvena metoda, simulacija sistemov z velikimi zakasnitvami.

Orodja za simulacijo: osnovne lastnosti dobrih orodij.

Simulacija s pomočjo osnovnih funkcij okolja Matlab.

Simulacija v okolju Matlab-Simulink: osnovne zmožnosti, zahtevnejše zmožnosti: podsistemi in maskiranje, pogojno izvršljivi sistemi, analiza in optimizacija modelov podanih s Simulink shemo: izvajanje Simulink modela iz okolja Matlab, linearizacija, analiza ustaljenega stanja, optimizacija, S-funkcije.

Več- domensko, objektno-orientirano modeliranje:  kavzalno in nekavzalno modeliranje, pomembne lastnosti OO okolij. Jezik Modelica, standardne knjižnice, okolja Modelica, okolje Dymola.

Kako deluje digitalna simulacija.  Numerično integriranje, vrstni algoritem. Simulacija s pomočjo splošno namenskih programskih jezikov.

Numerični postopki in njih problematika: integracijske metode, numerična stabilnost, problem nezveznosti,  problem algebrajske zanke.

Simulacija sistemov diskretnih dogodkov.  Strategija proženja z dogodkovnimi grafi in procesnimi tokovi. Primeri v okoljih Matlab, SimEvents, Enterprise Dynamics, AnyLogic. Statistične značilnosti.

Inženirski pristop v eksperimentalnem modeliranju. Eksperimentalno modeliranje proporcionalnih in integrirnih procesov. Inženirsko razumevanje odzivov in poenostavljenih modelov.

Računalniška simulacija je najpomembnejši, najsplošnejši pa tudi relativno enostaven pristop pri analizi in načrtovanju sistemov in tudi sistemov  vodenja. Osnovni cilj je predstavitev  področja na zanimiv način preko številnih primerov in z uporabo računalniških orodij. Študenti  bodo spoznali osnovne pristope pri modeliranju predvsem zveznih, pa tudi dogodkovnih sistemov, osnovne pristope pri simulaciji, spoznali bodo osnovne in naprednejše zmožnosti računalniških orodij, seznanili pa se bodo tudi z numerično problematiko pri simulaciji.

Predavanja in laboratorijske vaje.