Учебна програма за краткосрочен курс
MATLAB&SIMULINK за преподаватели
Продължителност 40 часа
Автор на програмата: доц. д-р инж.-мат. Петър Павлов
кат. “Техническа механика” – Хидротехнически факултет – УАСГ
Увод
Праграмната система MATLAB (съкращение от MATrix LABoratory) е най-разпостранената система в областта на съвременната изчислителна математика. Тя се ползва от инженери, изследователи, научни работници и специалисти във всички области на науката и техниката. Програмната система предлага отромни възможности за извършване на аналитични преобразования, изчисления и висококачествена визуализация на резултатите. Гъвкава и адаптивна, благодарение на вградения програмен език от високо ниво, системата може да бъде приспособена към изискванията на всеки потребител чрез разработени от него програми.
Програмата за краткосрочен курс MATLAB&SIMULINK за инженери включва запознаване с работната среда, основните обекти и операции в MATLAB, въвеждане в програмния език на системата, представяне на възможностите за визуализация, използване на основния toolbox SIMULINK за съставяне на симулационни модели за решаване на различни инженерни задачи. Разгледано е приложението на програмната система при извършване на често срещани математически изчисления при статични и динамични изследвания в строителната инженерната практика.
Програмата е съобразена с версията MATLAB R2012b за която университета притежава ограничен лиценз, но може да се ползват и по стари версии като например най-разпостранената MATLAB R2009a (7.8.0.347)
Курсът е в пълно съответствие с основните научни приоритети на УАСГ и ще обогати слушателите (преподаватели, инженери, студенти) в областта на приложната изчислителна математика и нейното приложение при решаване на определени статични и динамични задачи.
Изискванията към слушателите са да владеят математическия апарат до ниво висша математика и да притежат определена компютърна грамотност за работа с Windows и неговите приложения.
Програма на занятията
1. Кратко запознаване с работната среда на системата MATLAB: - 3 часа
- команден прозорец
- работно пространство
- системни команди
- помощна информация
- демонстрационни задачи
2. Основни обекти и операции в MATLAB:- 4 часа
- числа и променливи
- математически оператори
- математически функции
- операции с вектори и матрици
- операции с полиноми
3. Програмиране в MATLAB - 4 часа
- основни обекти в MATLAB
- управляващи оператори
- въвеждане и измеждане на информация
- локализиране и отстраняване на грешки
- оптимизация на програмите
4. Графика и анимация - 4 часа
- двумерна графика
- тримерна графика
- анимация
- редактиране, печат и вмъкмане на грефика в документ
5. SIMULINK – основен инструмент за създаване на симулационни модели за решаване на определени инженерни задачи - 4 часа
- библиотека на инструмента
- създаване на симулационен модел
- въвеждане на входните данни
- четене на данни и запис на данни
- визуализация на резултатите
6. Приложение на MATLAB при извършване на често срещани в инженерната практика инженерни изчисления - 4 часа
- определяне корените на алгебрични уравнения от n-та степен
- решение на системи линейни алгебрични уравнения
- минимум на функция с една или повече променливи
- числено презмятане на определени интеграли
- решение на задачата за собствените стойности и собствените вектори
7. Приложение на MATLAB/SIMULINK при решаване на обикновени диференциални уравнения (ОДУ) и системи ОДУ - 4 часа
- избор на подходящ метод за интегриране на диференциалните уравнения
- решение на ОДУ в програмен режим
- решение на ОДУ чрез създаване на симулационен модел
- решение на система ОДУ в програмен режим
- решение на система ОДУ чрез създаване на симулационен модел
8. Приложение на MATLAB/SIMULINK при решаване на някои основни задачи на динамиката на материални системи - 4 часа
- праволинейно движение ма материална точка
- движение на материална точка в декартовата координатна система, математично махало
- ротационно движение на твърдо тяло, физично махало
- движение на равнинни системи от тела, елиптично махало
9. Приложение на MATLAB/SIMULINK при изследване трептенията на материални системи - 6 часа
- свободни и принудени трептения на системи с една степен на свобода
- свободни и принудени трептения на системи с краен брой степени на свобода, собствени честоти и собствени форми
- свободни трептения на непрекъснати системи – собствени честоти и собствени форми
10. Съставяне на програма и симулационен модел от курсистите по зададена тема - 3 часа
Използвана и препоръчителна литература
[1] Тончев, Й. MATLAB 7. Преобразования, изчисления, визуализации. София, издателство Техника, 2010 – част 1-3.
[2] Иванов, А. Моделиране на динамични задачи с MATLAB. София, Арте ново, 2001, 96 с.
[3] Moore H. MATLAB for Engineers, international edition. Pearson Education Limited, 2013.
[4] Tuagi A. MATLAB and Simulink for Engineers. Oxford university press, 2012.
[5] Павлов П. Учебна програма по избираема дисциплина „Моделиране динамичното поведение на материални обекти чрез програмния пакет MatLab”. Свитък учебни програми, Хидротехнически факултет, 2012.
СПРАВКИ И ЗАПИСВАНИЯ
(+359 2) 8666453;
или (+359 2) 9635245 вътрешен 524