MPPR: Počítačem podporovaná řešení inženýrských problémů

Ukázka videopřednášky
Garant: doc. Ing. Jiří Mišurec, CSc.
Zkratka: MPPR
Rozsah: 26P – 39C
Zařazení: magisterské studium
Kredity: 6
Povinnost: volitelný oborový předmět
Typ studia: prezenční

Stručný popis

Cílem předmětu je prohloubení dosavadních a získání dalších znalostí studentů o prakticky využitelné metody, způsoby a  řešení elektronických obvodů a systémů se zaměřením na počítačovou simulaci a modelování s využitím různorodých počítačových programů. Propojí se tak znalosti z řady základních předmětů s důrazem na inženýrské řešení.

Popis předmětu

Absolvent předmětu Počítačem podporovaná řešení inženýrských problémů bude rozumět algoritmům řešení elektronických obvodů a systémů v širších souvislostech v návaznosti na programové prostředky počítačové simulace a modelování. Aktivní znalost matematických numerických metod pro řešení je předpokladem efektivního využívání profesionálních programů, v nichž jsou tyto metody implementovány. Bude schopen samostatně aplikovat počítačové modelování v různých programových prostředích a kontrolními mechanismy pro ověření simulací. Absolvent kurzu získá především širší souvislosti v těchto oblastech:

Úvod do počítačového řešení elektronických obvodů

  • Metody analýzy lineárních obvodů
  • Metody analýzy nelineárních obvodů
  • Citlivostní analýza obvodů, toleranční analýza
  • Počítačové modely aktivních prvků elektronických obvodů
  • Počítačové modely vedení

Obsah předmětu (anotace):

Je proveden výklad numerických metod, používaných v rozšířených programech CADu a v programech pro vědeckotechnické výpočty. Předmět pokrývá nejrozšířenější metody řešení lineárních a nelineárních systémů a jejich problémových částí. V každé skupině jsou metody roztříděny podle vlastností a praktické použitelnosti. Výklad je pak soustředěn na metody osvědčené v praxi. V počítačových cvičeních je ukázáno řešení a srovnání různých výpočtových metod a simulačních programů.

Sylabus

  1. Úvod do počítačového řešení elektronických obvodů (elektronické obvody, základní pojmy a dělení obvodů, obvody lineární a nelineární, dělení a třídění obvodových prvků a obvodů, obvod a jeho model, analýza a syntéza obvodů, návrh obvodů, obvodové funkce, kmitočtové charakteristiky, idealizace elektronických prvků a obvodů, stavy a děje v nelineárních a parametrických obvodech, formulace úkolu při analýze a syntéze nelineárních a parametrických obvodů, řešení obvodů v časové a kmitočtové oblasti, obecná charakteristika základních přeměn v nelineárních a parametrických obvodech, platnost některých zákonů pro nelineární a parametrické obvody, modelování a simulace, heuristické a algoritmické metody).
  2. Metody analýzy lineárních obvodů (řešení stejnosměrných poměrů v pasivních odporových obvodech, napětí a proudy v obvodech s ustáleným harmonickým stavem, střídavé poměry v linearizovaných obvodech, přechodné děje v jednoduchých setrvačných obvodech, odporové obvody s operačními zesilovači, setrvačné obvody s operačními zesilovači, obvody s dalšími el. akt. prvky, metoda uzlových napětí, modifikovaná metoda uzlových napětí, grafové metody).
  3. Metody analýzy nelineárních obvodů (základy analýzy nelin. obvodů, zjednodušování stejnosměrných charakteristik, metoda zatěžovací přímky, numerické řešení nelineárních rovnic).
  4. Citlivostní analýza obvodů, toleranční analýza (teoretické základy citlivostní analýzy, citlivost obvodové funkce, citlivost kmitočtových charakteristik, citlivost pólů a nulových bodů, citlivost parametrů pólů, víceparametrové souhrnné citlivosti, toleranční analýza – základní princip).
  5. Počítačové modely aktivních prvků elektronických obvodů (modelování vstupních a výstupních obvodů, kmitočtově závislé modely, modelování dynamických parametrů, příklady modelů, popis modelů v počítačových programech).
  6. Počítačové modely vedení (modelování vedení, typy modelů vedení, příklady modelů, popis modelů v počítačových programech).

Fotogalerie

Náhled na MPPR