Modeliranje in obdelava signalov

Visokošolski učitelji: Zupančič Borut

Opis predmeta

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

• Vpis v 2. letnik študija.

Vsebina:

• Uvod. Sistemi in sistemska teorija, primeri sistemov, procesi, povezava sistemske teorije z modeliranjem.
• Signali. Vrste, moč in energija. Osnovni signali, uvod v spektralno analizo, Fourier-jeva vrsta, vzorčenje, digitalna obdelava, diskretna Fourier-jeva transformacija, digitalno filtriranje.
• Modeliranje procesov. Cilji in pomembne zakonitosti pri modeliranju, vrste modelov, načini modeliranja: teoretično in eksperimentalno modeliranje, modeliranje in simulacija kot enovit ciklični postopek, primeri: avtomobilsko vzmetenje, ogrevanje v prostoru, primer iz populacijske dinamike.
• Zapisi matematičnih modelov: diferencialne enačbe, prenosne funkcije, bločni diagrami.
• Analiza sistemov v časovnem prostoru: vpliv polov in ničel, obravnava proporcionalnih, integrirnih in diferencirnih sistemov, stabilnost.
• Simulacija: simulacijska shema, indirektni način, simulacija prenosnih funkcij.
• Orodja za računalniško podprto obdelavo signalov, analizo sistemov in simulacijo: Matlab, Signal Processing Toolbox, Control Sytems Toolbox, orodje za simulacijo Matlab- Simulink, okolje za večdomensko objektno orienirano modeliranje in simulacijo Dymola-Modelica.

Cilji in kompetence:

Študenti morajo osvojiti osnovna znanja iz teorije sistemov, obdelave signalov, osnovne pristope pri teoretičnem modeliranju, metode za simulacijo zveznih dinamičnih sistemov, ob tem morajo postati vešči uporabniki okolja Matlab-Simulink.

Predvideni študijski rezultati:

Znanja iz signalov, sistemov, modeliranja, simulacije in rabe računalniških orodij Matlab, Simulink, Dymola-Modelica

Metode poučevanja in učenja:

1. Predavanja in
2. laboratorijske vaje

Gradiva

Temeljni literatura in viri:

1. B. Zupančič, Modeliranje in obdelava signalov, delovna verzija učbenika, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2014.
2. S. Oblak, I. Škrjanc, Matlab s Simulinkom : priročnik za laboratorijske vaje, 1. izdaja, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2005.
3. P. D. Cha , J. I. Molinder , Fundamentals of Signals and Systems: A Building Block Approach, Cambridge University Press, UK, 2006
4. B. Zupančič, Zvezni regulacijski sistemi 1. del, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2010.
5. B. Zupančič, R. Karba, D. Matko, I. Škrjanc, Simulacija dinamičnih sistemov, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko , 2010.
6. F. Mihelič, Signali, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, Ljubljana, 2006
7. R. Karba, Modeliranje procesov, 1. izdaja, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 1999.
8. P. Fritzson, Principles of Object Oriented Modeling and Simulation with Modelica 2.1, IEEE Press, John Wiley&Sons, Inc., Publication, USA, 2004
9. J.B. Dabney, T.L. Harman , Mastering SIMULINK , Prentice Hall, Upper Saddle River, N.J., USA, 2004.
10. Dymola, Dynamic Modeling Laboratory, Users manual, ver 2014 FD01. Dessault Systems, Dynasim AB, Sweden, Lund, 2013.