Računalniška simulacija

Visokošolski učitelji: Zupančič Borut

Opis predmeta

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti:

• Vpis v letnik.

Vsebina:

Uvod, razdelitev na zvezno in diskretno modeliranje in simuliranje. Zvezno modeliranje in simulacija. Teoretično modeliranje, ravnotežni zakoni. Primeri iz značilnih področij-električni, mehanski in hidravlični sistemi in njih analogija. Opis tipičnih linearnih modelov proporcionalnega, integrirnega in diferencirnega tipa. Računalniška podpora pri modeliranju: Matlab: možnosti za opis modelov, transformacije. Objektno orientiran pristop k modeliranju: standard za opis modelov Modelica, standardne knjižnice, delo v okolju Dymola Modelica. Orodja za zvezno simulacijo. Delitve, lastnosti. Simulacija z osnovno konfiguracijo okolja Matlab. Naprednejše možnosti simulacije v okolju Matlab Simulink: nelinearnosti, podmodeli, maskiranje, S funkcije. Eksperimentiranje s pomočjo simulacijskega modela: parametrizacija, linearizacija, računanje ustaljenega stanja, optimizacija. Simulacija s splošnonamenskimi programskimi jeziki. Koncept digitalne simulacije. Numerična problematika: integracija, algebrajska zanka. Simulacija sistemov diskretnih dogodkov. Osnovni pojmi verjetnosti in naključnih spremenljivk, porazdelitveni zakoni. Generiranje naključnih števil. Simulacija po metodi Monte Carlo. Strežni sistemi. Osnovne konfiguracije. Analiza s pomočjo simulacije. Prikaz tipičnih primerov s pomočjo ustreznih orodij: GPSS+Proof animation, Matlab+SimEvents BlockSet.

Cilji in kompetence:

• prikazati področje računalniške simulacije na zanimiv način preko številnih primerov,
• podati postopek teoretičnega modeliranja z ravnotežnimi zakoni,
• podati računalniško podporo pri modeliranju,
• podrobneje spoznati zgradbo in zmožnosti simulacijskih orodij,
• spoznati simulacijo sistemov diskretnih dogodkov in rabo ustreznih orodij.

Predvideni študijski rezultati:

Poglobljena znanja iz modeliranja, simulacije in rabe računalniških orodij

Metode poučevanja in učenja:

Predavanja in laboratorijske vaje

Gradiva

1. B. Zupančič, R. Karba, D. Matko, Simulacija dinamičnih sistemov. 1. izdaja, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko in računalništvo, 1995.
2. R. Karba, Modeliranje procesov, 1. izdaja, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 1999.
3. S. Oblak, I. Škrjanc, Matlab s Simulinkom : priročnik za laboratorijske vaje, 1. izdaja, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2005.
4. S. Strmčnik, R.Hanus, Đ. Juričić, R. Karba, Z. Marinšek, D.Murray-Smith, H. Verbruggen, B. Zupančič, Celostni pristop k računalniškemu vodenju procesov, 1. izdaja, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 1998.
5. D. Matko, B. Zupančič, R. Karba, Simulation and Modelling of Continuous Systems - A Case Study Approach, Prentice Hall, London, 1992
6. F.E. Cellier, Continuous System Modeling, Springer - Verlag, NY, USA, 1991.
7. F.E. Cellier, E. Kofman, Continuous System Simulation, Springer Science+Business Media, Inc., NY, USA, 2006
8. P. Fritzson, Principles of Object Oriented Modeling and Simulation with Modelica 2.1, IEEE Press, John Wiley&Sons, Inc., Publication, USA, 2004
9. S. Raczynski, Modeling and Simulation, John Wiley & Sons, Ltd., England, 2006