Modellbygge och simulering, 6 hp (TSRT62)

Modelling and Simulation, 6 credits

Huvudområde

Elektroteknik

Nivå

Avancerad nivå

Kurstyp

Programkurs

Examinator

Claudio Altafini

Studierektor eller motsvarande

Johan Löfberg
Kursen ges för Termin Period Block Språk Ort VOF
6CDDD Civilingenjör i datateknik 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, franska (Teknisk inriktning Systemteknik) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, franska 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, franska (Masterprofil Reglerteknik) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping o
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, japanska (Teknisk inriktning Systemteknik) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, japanska 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, japanska (Masterprofil Reglerteknik) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping o
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, spanska (Teknisk inriktning Systemteknik) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, spanska 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, spanska (Masterprofil Reglerteknik) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping o
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, tyska (Teknisk inriktning Systemteknik) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, tyska 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, tyska (Masterprofil Reglerteknik) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping o
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, kinesiska (Teknisk inriktning Systemteknik) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, kinesiska 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CIEI Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell, kinesiska (Masterprofil Reglerteknik) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping o
6CIII Civilingenjör i industriell ekonomi (Masterprofil Reglerteknik) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping o
6CIII Civilingenjör i industriell ekonomi 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CIII Civilingenjör i industriell ekonomi (Teknisk inriktning Systemteknik) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CITE Civilingenjör i informationsteknologi 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, spanska (Styr- och informationssystem) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping o
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, spanska (Mekatronik) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, spanska 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, tyska (Styr- och informationssystem) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping o
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, tyska (Mekatronik) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, tyska 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, japanska (Styr- och informationssystem) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping o
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, japanska (Mekatronik) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, japanska 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, kinesiska (Styr- och informationssystem) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping o
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, kinesiska (Mekatronik) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, kinesiska 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, franska (Styr- och informationssystem) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping o
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, franska (Mekatronik) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell, franska 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik (Styr- och informationssystem) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping o
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik (Mekatronik) 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CDDD Civilingenjör i datateknik (Systemteknologi) 9 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping o/v
6CKEB Civilingenjör i kemisk biologi - med valbar utgång till naturvetenskaplig kandidat (Protein Science and Technology) 9 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping o/v
6CKEB Civilingenjör i kemisk biologi - med valbar utgång till naturvetenskaplig kandidat (Industriell bioteknik och produktion) 9 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping o/v
6CMMM Civilingenjör i maskinteknik 9 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CTBI Civilingenjör i teknisk biologi (Sensorer och material i biomedicin) 9 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping o/v
6CTBI Civilingenjör i teknisk biologi (Industriell bioteknik och produktion) 9 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping o/v
6CITE Civilingenjör i informationsteknologi (Systemteknologi) 9 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping o/v
6CMJU Civilingenjör i mjukvaruteknik 7 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CMJU Civilingenjör i mjukvaruteknik (AI och maskininlärning) 9 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CITE Civilingenjör i informationsteknologi (AI och maskininlärning) 9 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CDDD Civilingenjör i datateknik (AI och maskininlärning) 9 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
6CMMM Civilingenjör i maskinteknik (Mekatronik) 9 (HT 2017) 1 3 Engelska Linköping v
VOF = Valbar / Obligatorisk / Frivillig

Huvudområde

Elektroteknik

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Fördjupningsnivå

A1X

Kursen ges för

  • Civilingenjör i datateknik
  • Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell
  • Civilingenjör i industriell ekonomi
  • Civilingenjör i informationsteknologi
  • Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell
  • Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik
  • Civilingenjör i kemisk biologi - med valbar utgång till naturvetenskaplig kandidat
  • Civilingenjör i maskinteknik
  • Civilingenjör i teknisk biologi
  • Civilingenjör i mjukvaruteknik

Förkunskapskrav

OBS! Tillträdeskrav för icke programstudenter omfattar vanligen också tillträdeskrav för programmet och ev. tröskelkrav för progression inom programmet, eller motsvarande.

Rekommenderade förkunskaper

Statistisk teori, Reglerteknik. Grundläggande kunskaper i elektriska kretsar och mekanik i en dimension (translatorisk och roterande). Förkunskaper i stationära stokastiska processer underlättar, men är inte ett krav då de kort repeteras under kursen.

Lärandemål

Kursen skall ge kunskaper om metoder och principer att bygga matematiska modeller för dynamiska system (dvs system som beskrivs med hjälp av differential och/eller differensekvationer). Kursen skall också ge kunskaper om hur modellernas egenskaper studeras genom simulering. Vidare skall betydelsen av dynamiken hos processer och begränsningen i statiska betraktelser betonas. Efter avslutad kurs förväntas studenten kunna:

  • Definiera, beskriva och tillämpa grundläggande begrepp relaterade till modeller, identifiering och simulering.
  • Förenkla en given modell genom användande av statiska samband, ersättning av variabler med konstanter, försummande av små effekter/idealiseringar och aggregering av tillstånd.
  • Använda skalning och dimensionslösa variabler för att förenkla analys av system.
  • Utifrån balans- och jämviktsekvationer och andra fysikaliska samband modellera enklare mekaniska (i en dimension), elektriska, flödes- och termiska system, och kombinationer av dessa, på DAE- och (om möjligt) tillståndsform.
  • Ställa upp bindningsgrafer för tillämpliga system ur ovan nämnda klass, förenkla och analysera bindningsgrafen m a p kausalitetskonflikter, samt ur en given konfliktfri bindningsgraf ta fram en tillståndsmodell.
  • Beräkna index för en given DAE och beskriva de olika standardformerna för linjära DAE:er.
  • Modellera och simulera enklare mekaniska (i en dimension) och elektriska system i Simulink och Modelica, samt skriva enkla Modelicaobjekt i kodform.
  • Identifiera en modell för ett verkligt system genom lämpligt val av experimentdesign, efterbehandling av data, modellstruktur och utförlig validering.
  • Beräkna asymptotiska bias- och variansegenskaper för ett givet linjärt identifieringsproblem.
  • Beskriva skräddarsydda olinjära modeller, lokala modeller, lokala linjära modeller och olinjära regressionsmodeller (speciellt neuronnät), och skatta modeller av dessa typer i mycket enkla fall.
  • Avgöra om en given simuleringsmetod är implicit eller explicit och vilket antal steg den har, samt beräkna lokala felet och stabilitetsområdet för enkla simuleringsmetoder.
  • Skriva en form- och innehållsmässigt god laborationsrapport.

Kursinnehåll

Modeller och modellbygge: Olika modelltyper. Tidskontinuerliga och tidsdiskreta modeller. Differential- och differensekvationer. Tillståndsbeskrivning. Principer för modellbygge med utgångspunkt från fysikaliska samband. Balans- och jämviktsekvationer. Modellförenkling. Analogier mellan olika fysikaliska domäner. Bindningsgrafer. Differentialalgebraiska (DAE-) modeller. Objektorienterat modellbygge. Modeller med störningar. Blackboxmodeller.

Identifiering: Frekvens och transientanalys. Korrelations- och spektralanalys. Parameterskattning i linjära och olinjära dynamiska modeller. Systemidentifiering som modellbyggesverktyg. Modellvalidering.

Simulering: Metoder för tillståndsmodeller och DAE-modeller. Noggrannhet och stabilitet. Simuleringsspråken Simulink och Modelica.

Undervisnings- och arbetsformer

Kursen består av föreläsningar, lektioner samt laborationer.

Examination

DAT1DatortentaU, 3, 4, 54.5 hp
LAB1LaborationU, G1.5 hp

Betygsskala

Fyrgradig skala, LiU, U, 3, 4, 5

Övrig information

Kursen bedrivs på ett sådant sätt att både mäns och kvinnors erfarenhet och kunskaper synliggörs och utvecklas.

Planering och genomförande av kurs skall utgå från kursplanens formuleringar. Den kursvärdering som ingår i kursen skall därför genomföras med kursplanen som utgångspunkt. 

Institution

Institutionen för systemteknik

Studierektor eller motsvarande

Johan Löfberg

Examinator

Claudio Altafini

Kurshemsida och andra länkar

http://www.control.isy.liu.se/student/tsrt62/

Undervisningstid

Preliminär schemalagd tid: 58 h
Rekommenderad självstudietid: 102 h

Kurslitteratur

Kompletterande litteratur

Böcker
Ljung, L., Glad. T, (2004) Modellbygge och simulering andra upplagan

Studentlitteratur 

Kompendier

Övningsuppgifter

Kompletterande litteratur

Böcker

Ljung, L., Glad. T, (2004) Modellbygge och simulering andra upplagan

Studentlitteratur 

Kompendier

Övningsuppgifter

DAT1 Datortenta U, 3, 4, 5 4.5 hp
LAB1 Laboration U, G 1.5 hp

Kursplan

För varje kurs finns en kursplan. I kursplanen anges kursens mål och innehåll samt de särskilda förkunskaper som erfordras för att den studerande skall kunna tillgodogöra sig undervisningen.

Schemaläggning

Schemaläggning av kurser görs efter, för kursen, beslutad blockindelning. För kurser med mindre än fem deltagare, och flertalet projektkurser läggs inget centralt schema.

Avbrott på kurs

Enligt rektors beslut om regler för registrering, avregistrering samt resultatrapportering (Dnr LiU-2015-01241) skall avbrott i studier registreras i Ladok. Alla studenter som inte deltar i kurs man registrerat sig på är alltså skyldiga att anmäla avbrottet så att kursregistreringen kan 
tas bort. Avanmälan från kurs görs via webbformulär, www.lith.liu.se/for-studenter/kurskomplettering?l=sv. 

Inställd kurs

Kurser med få deltagare ( < 10) kan ställas in eller organiseras på annat sätt än vad som är angivet i kursplanen. Om kurs skall ställas in eller avvikelse från kursplanen skall ske prövas och beslutas detta av programnämnden. 

Föreskrifter rörande examination och examinator 

Se särskilt beslut i regelsamlingen: http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622678 

Examination

Tentamen

Skriftlig och muntlig tentamen ges minst tre gånger årligen; en gång omedelbart efter kursens slut, en gång i augustiperioden samt vanligtvis i en av omtentamensperioderna. Annan placering beslutas av programnämnden.

Principer för tentamensschemat för kurser som följer läsperioderna:

  • kurser som ges Vt1 förstagångstenteras i mars och omtenteras i juni och i augusti
  • kurser som ges Vt2 förstagångstenteras i maj och omtenteras i augusti och i oktober
  • kurser som ges Ht1 förstagångstenteras i oktober och omtenteras i januari och augusti
  • kurser som ges Ht2 förstagångstenteras i januari och omtenteras i påsk och i augusti 

Tentamensschemat utgår från blockindelningen men avvikelser kan förekomma främst för kurser som samläses/samtenteras av flera program.

  • För kurser som av programnämnden beslutats vara vartannatårskurser ges tentamina 3 gånger endast under det år kursen ges.
  • För kurser som flyttas eller ställs in så att de ej ges under något eller några år ges tentamina 3 gånger under det närmast följande året med tentamenstillfällen motsvarande dem som gällde före flyttningen av kursen.
  • Har undervisningen upphört i en kurs ges under det närmast följande året tre tentamina samtidigt som tentamen ges i eventuell ersättningskurs, alternativt i samband med andra omtentamina. Dessutom ges tentamen ytterligare en gång under det därpå följande året om inte programnämnden föreskriver annat.
  • Om en kurs ges i flera perioder under året (för program eller vid skilda tillfällen för olika program) beslutar programnämnden/programnämnderna gemensamt om placeringen av och antalet omtentamina. 

Anmälan till tentamen

För deltagande i tentamina krävs att den studerande gjort förhandsanmälan i Studentportalen under anmälningsperioden, dvs tidigast 30 dagar och senast 10 dagar före tentamensdagen. Anvisad sal meddelas fyra dagar före tentamensdagen via e-post. Studerande, som inte förhandsanmält sitt deltagande riskerar att avvisas om plats inte finns inom ramen för tillgängliga skrivningsplatser.

Teckenförklaring till tentaanmälningssystemet:
  ** markerar att tentan ges för näst sista gången
  * markerar att tentan ges för sista gången 

Ordningsföreskrifter för studerande vid tentamensskrivningar

Se särskilt beslut i regelsamlingen: http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622682

Plussning

Vid Tekniska högskolan vid LiU har studerande rätt att genomgå förnyat prov för högre betyg på skriftliga tentamina samt datortentamina, dvs samtliga provmoment med kod TEN och DAT. På övriga examinationsmoment ges inte möjlighet till plussning, om inget annat anges i kursplan.

Andra examinationsformer

För regler för omprov vid andra examinationsformer än skriftliga tentamina hänvisas till LiU-föreskrifterna för examination och examinator, http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622678. 

Försök till vilseledande

Vid grundad misstanke om att en student försökt vilseleda vid examination eller när en studieprestation ska bedömas ska enligt Högskoleförordningens 10 kapitel examinator anmäla det vidare till universitetets disciplinnämnd. Möjliga konsekvenser för den studerande är en avstängning från studierna eller en varning. För mer information se www.liu.se/disciplinnamnden.

Betyg

Företrädesvis skall betygen underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4) och med beröm godkänd (5) användas. Kurser som styrs av tekniska fakultetsstyrelsen fastställt tentamensschema skall därvid särskilt beaktas.

  1. Kurser med skriftlig tentamen skall ge betygen (U, 3, 4, 5).
  2. Kurser med stor del tillämpningsinriktade moment såsom laborationer, projekt eller grupparbeten får ges betygen underkänd (U) eller godkänd (G).

Examinationsmoment

  1. Skriftlig tentamen (TEN) skall ge betyg (U, 3, 4, 5).
  2. Examensarbete samt självständigt arbete ger betyg underkänd (U) eller godkänd (G).
  3. Examinationsmoment som kan ge betygen underkänd (U) eller godkänd (G) är laboration (LAB), projekt (PRA), kontrollskrivning (KTR), muntlig tentamen (MUN), datortentamen (DAT), uppgift (UPG).
  4. Övriga examinationsmoment där examinationen uppfylls framför allt genom aktiv närvaro som annat (ANN), basgrupp (BAS) eller moment (MOM) ger betygen underkänd (U) eller godkänd (G).

Rapportering av den studerandes examinationsresultat sker på respektive institution.

Regler

Universitetet är en statlig myndighet vars verksamhet regleras av lagar och förordningar, exempelvis Högskolelagen och Högskoleförordningen. Förutom lagar och förordningar styrs verksamheten av ett antal styrdokument. I Linköpings universitets egna regelverk samlas gällande beslut av regelkaraktär som fattats av universitetsstyrelse, rektor samt fakultets- och områdesstyrelser. 

LiU:s regelsamling angående utbildning på grund- och avancerad nivå nås på http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/Innehall/Utbildning_pa_grund-_och_avancerad_niva. 

Denna flik innehåller det material som är publikt i Lisam. Den information som publiceras här är inte juridiskt bindande, sådant material hittar du under övriga flikar på denna sida. Det finns inga filer att visa.

Sidansvarig: Infocenter, infocenter@liu.se