Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Modelowanie i symulacja w elektrotechnice
Koordynator przedmiotu:
prof. nzw. dr hab. Stanisław Ziemianek, stanislaw.ziemianek@ien.pw.edu.pl, tel +48222347495
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Automatyka i Robotyka
Grupa przedmiotów:
Obieralne
Kod przedmiotu:
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2009/2010
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia15h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Fizyka, Matematyka, Elektrotechnika teoretyczna, Podstawy elektroenergetyki z I st.
Limit liczby studentów:
Cel przedmiotu:
Pełniejsze rozumienie złożoności i umiejętność stosowania odpowiednich podejść do badania obiektów, zjawisk, procesów z zastosowaniem metodyki, metod i narzędzi komputerowych szeroko rozumianego modelowania i symulacji. Poznanie zalet i roli analitycznego i syntetycznego spojrzenia oraz interdyscyplinarnego nastawienia w pracy inżyniera, badacza.
Treści kształcenia:
Wykład: Modelowanie i symulacja jako narzędzia badania rzeczywistości. Właściwości i zachowanie systemów dynamicznych określane strukturą fizyczną i bezpośrednim obrazem a określane strukturą systemu i procesami. Fenomen podobieństw, analogii. Rola modelowania i symulacji w pogłębianiu naukowego rozumienia zachowań, zjawisk, procesów, w rozwoju technologii, w doskonaleniu systemów zarządzania, w planowaniu rozwoju i in. Lista typowych cech systemów dynamicznych i modeli. Właściwości systemów dynamicznych. Właściwości modeli. Struktury. Stan systemu, zmienne wejściowe, zmienne stanu, schematy blokowe, równania stanu dla systemów ciągłych i dyskretnych, linearyzacja nieliniowych równań stanu, warunki punktu równowagi. Komputerowe wyznaczanie stanów. Właściwości i uwarunkowania numeryczne metod. Kilka przykładów z dziedziny elektroenergetyki (modele, stany pracy, zachowania, procesy). Wybrane modele na styku pewnych zachowań i procesów technicznych a ekonomicznych (związek: ograniczenia – ceny ukryte). Przejście od tworzenia modeli do symulowania zachowań dynamicznych. Wykorzystanie symulacji do analiz ścieżek przejścia (trajektorii), do analiz dopuszczalnych obszarów zmiennych wejściowych, do analiz strukturalnych. Rola metod sztucznej inteligencji w modelowaniu i symulacji. Zgłębianie danych jako narzędzie wydobywania ukrytych związków. Techniki wizualizacji komputerowej do prezentacji wyników modelowania i symulacji. Podstawowe oprogramowanie. Ćwiczenia (do wyboru): Badanie wpływu nastawień parametrów regulatorów napięcia generatorów na rozkład wartości własnych macierzy stanu systemu elektroenergetycznego (Stabil). Symulacja elektromechanicznych stanów pracy prostego systemu elektroenergetycznego przy małych i dużych zaburzeniach (PSCAD). Badanie związku wybranych ograniczeń technicznych i cen ukrytych w systemie elektroenergetycznym (Track). Symulacja stanów pracy prostego systemu elektroenergetycznego i różnorodne techniki wizualizacji wybranych zmiennych (PowerWorld). Badanie wpływu dużych zaburzeń na stabilność globalną systemu elektroenergetycznego (Stabil). Model silnika i zabezpieczenia od przeciążeń (Matlab/Simulink). Modele przekładnika napięciowego transformatorowego i kondensatorowego (Matlab/Simulink). Prostowniki mocy w systemie elektroenergetycznym – współczynnik mocy (TCad). Energoelektroniczne elementy łączy prądu stałego (TCad). Symulacyjne obliczenia iluminacji obiektów (3DStudio Viz). Symulacja stanu oświetlenia drogowego (DIALux). Modelowanie i symulacja pola temperatury w wiązce przewodów energetycznych (QuickField). Badanie wpływu izolacji cieplnej na efektywność energetyczną pieca rezystancyjnego (MS Excel). Nagrzewanie torów wielkoprądowych z uwzględnieniem efektu naskórkowości (MathCad).
Metody oceny:
Wykład=max 60 pkt + Ćwiczenia=max 40 pkt, >=50=dostateczny, >=90 = b. dobry
Egzamin:
Literatura:
Wykład: R. Zajczyk: Modele matematyczne systemu elektroenergetycznego do badania elektromechanicznych stanów nieustalonych i procesów regulacji. OWPG, Gdańsk 2003. M. Sobierajski, M. Łabuzek: Programowanie w Matlabie. Oficyna Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2005. H. Bossel: Modeling and Simulation. Verlag Vieweg 1994. D. Hand, H. Mannila, P. Smyth: Eksploracja danych. WNT, Warszawa 2005. W. H. Press, B. P. Flannery, S. A. Teukolsky, W. T. Vetterling: Numerical Recipes. J. Machowski, S. Bernas: Stany nieustalone i stabilność systemu elektroenergetycznego. WNT, Warszawa 1989. J. Machowski, J.W. Białek, J. R. Bumby: Power System Dynamics and Stability. John Willey & Sons, 1997. H. Dommel, S. Bhattacharya, V. Branwajn, H. K. Lauw, L. Marti: EMTP Theory Book. BPA 1988. Manitoba HVDC Research Centre: PSCAD/EMTDC power systems simulation software. M HVDC RC 1994. L. O. Chua, P. M. Lin: Komputerowa analiza układów elektronicznych. WNT, Warszawa 1981. Ćwiczenia - Instrukcje i l literatura zamieszczona w instrukcjach.
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:

Efekty uczenia się