Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Symulacje fizyczne w środowisku wirtualnym
Koordynator przedmiotu:
Dr inż. Joanna Porter-Sobieraj, Prof. dr hab. inż. Krzysztof Marciniak
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Informatyka i Systemy Informacyjne
Grupa przedmiotów:
Wspólne
Kod przedmiotu:
1120-INCAD-MSP-0113
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2021/2022
Liczba punktów ECTS:
6
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
  • Ćwiczenia30h
  • Laboratorium30h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Algebra, Analiza matematyczna, Równania różniczkowe, Znajomość podstawowych algorytmów i metod modelowania geometrycznego i grafiki komputerowej
Limit liczby studentów:
Bez limitu
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z metodami konstruowania i implementacji modeli rzeczywistości wirtualnej, w szczególności symulacji ruchu i interakcji z użytkownikiem oraz analizowanie cech systemów symulacji i związanych z nimi artefaktów.
Treści kształcenia:
Mechanika Newtona. Ruch ciała sztywnego. Wirowanie. Ruch w obecności ograniczeń: zasada d’Alamberta, mechanika Lagrange’a i Hamiltona. Układy wielu ciał. Systemy dynamiczne: model matematyczny, linearyzacja układów dynamicznych, stabilność układów dynamicznych, drgania. Systemy sterowania: model matematyczny, liniowe systemy sterowania, sterowanie układów o skalarnym wejściu i wyjściu. Programowanie dynamiczne, równanie Eulera, sterowanie optymalne.
Metody oceny:
Student może maksymalnie otrzymać 100 pkt. (40 pkt. za zadania laboratoryjne, 20 pkt. za pracę na ćwiczeniach i rozwiązania prac domowych, 10 pkt. za sprawdziany wejściowe i 30 pkt. za egzamin). Zajęcia laboratoryjne składają się z 4 zadań rozwiązywanych indywidualnie lub w grupach dwuosobowych. Przekroczenie terminu oddania zadania skutkuje odjęciem połowy punktów za to zadanie. Sprawdziany wejściowe składają się z jednego pytania z materiału przedstawionego na poprzednim wykładzie i są oceniane na maksymalnie 1 pkt. Zaliczenie ćwiczeń i laboratorium jest warunkiem dopuszczenia do egzaminu. Ocena końcowa jest wystawiana na postawie wyniku z egzaminu oraz wyników z laboratorium i ćwiczeń.
Egzamin:
tak
Literatura:
1. V.I. Arnold, Metody matematyczne mechaniki klasycznej, PWN, Warszawa 1981. 2. M. DeLoura, D. Treglia, Perełki programowania gier, Tom 1, 2 i 3, Helion, 2002. 3. J.G. de Jalon, E. Bayo, Kinematic and dynamic simulation of multibody systems, Springer Verlag New York 1994. 4. E.J. Haug, R.C. Deyo, Real-time integration methods for mechanical system simulation, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1991. 5. A.A. Shabana, Dynamics of Multibody Systems, Cambridge University Press.
Witryna www przedmiotu:
brak
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W01
Posiada podstawową wiedzę w zakresie fizyki klasycznej i geometrii różniczkowej, posiada wiedzę z zakresu mechaniki i zna podstawy numerycznego modelowania zagadnień tej dziedziny
Weryfikacja: aktywny udział w ćwiczeniach, wejściówki, ocena prac domowych i zadań indywidualnych na laboratorium, egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I2_W01, I2CC_W01
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_W, I.P7S_WG.o
Charakterystyka W02
Posiada wiedzę o przydatnych algorytmach numerycznych i kombinatorycznych modelowania przestrzeni konfiguracji takich jak bryła sztywna lub łańcuch kinematyczny
Weryfikacja: aktywny udział w ćwiczeniach, wejściówki, ocena prac domowych i zadań indywidualnych na laboratorium, egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I2CC_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka W03
Posiada wiedzę o przydatnych algorytmach numerycznych i kombinatorycznych modelowania pól wektorowych i sterowania w przestrzeniach stanu
Weryfikacja: aktywny udział w ćwiczeniach, wejściówki, ocena prac domowych i zadań indywidualnych na laboratorium, egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I2CC_W05
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka W04
aktywny udział w ćwiczeniach, wejściówki, ocena prac domowych i zadań indywidualnych na laboratorium, egzamin
Weryfikacja: aktywny udział w ćwiczeniach, wejściówki, ocena prac domowych i zadań indywidualnych na laboratorium, egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I2CC_W06
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U01
Potrafi wykorzystać wiedzę matematyczną do analizy i optymalizacji rozwiązań z zakresu projektowania modeli rzeczywistości wirtualnej
Weryfikacja: ocena zadań wykonywanych na ćwiczeniach i zadań laboratoryjnych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I2_U02, I2_U07, I2_U08, I2CC_U04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka U02
Potrafi zaprojektować poprawną dynamicznie interakcję użytkownika z systemem czasu rzeczywistego
Weryfikacja: ocena zadań laboratoryjnych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I2CC_U05
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka U03
Jest przygotowany do prac informatycznych w zespole badawczym w zakresie mechaniki klasycznej
Weryfikacja: aktywny udział w ćwiczeniach, wejściówki, ocena prac domowych i zadań indywidualnych na laboratorium, egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I2CC_U09
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka U04
Potrafi posługiwać się językiem angielskim w stopniu umożliwiającym komunikację w zakresie zagadnień rzeczywistości wirtualnej
Weryfikacja: .
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I2_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K01
Krytycznie ocenia posiadaną wiedzę i odbierane treści
Weryfikacja: egzamin, dyskusja zadań indywidualnych na laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I2_K01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka K02
Jest świadomy roli wiedzy w rozwiązywaniu problemów i rozumie potrzebę zasięgania opinii ekspertów
Weryfikacja: egzamin, dyskusja zadań indywidualnych na laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I2_K01
Powiązane charakterystyki obszarowe: