Компьютерное проектирование, моделирование и анализ сложных систем

Краткое содержание учебной дисциплины, модуля / Brief summary

— Изучение архитектуры и принципов моделирования в среде Simulink/Simscape.

— Освоение методов построения моделей механических, гидравлических, пневматических и электрических компонентов мехатронных систем.

— Развитие навыков создания комплексных моделей «механика-привод-система управления».

— Приобретение практического опыта проведения инженерного анализа (кинематического, динамического, анализ устойчивости) виртуальных прототипов.

— Формирование умения интерпретировать результаты моделирования для оптимизации параметров систем.

— Understanding Simulink/Simscape modeling architecture and principles

— Mastering the methods of building models of mechanical, hydraulic, pneumatic and electrical components of mechatronic systems.

— Development of skills in creating complex models «mechanical-drive-control system.»

— Acquisition of practical experience in engineering analysis (kinematic, dynamic, stability analysis) of virtual prototypes.

— Formation of ability to interpret simulation results to optimize system parameters.

Формируемые компетенции / The formed competences

специализированные компетенции: 

Быть способным создавать и применять компьютерные 3D модели к сложным системам.

specialized competencies: 

Be able to create and apply 3D computer models to complex systems.

Результаты обучения (знать, уметь, владеть) / Learning outcomes (know, can, be able)

знать:

 — Принципы объектно-ориентированного физического моделирования.

 — Структуру и компоненты библиотек Simscape (Multibody, Fluids, Electronics, etc.).

— Методы формулировки уравнений связей для многодоменных систем.

— Подходы к интеграции моделей физических процессов и алгоритмов управления.

уметь: 

— Создавать иерархические модели в Simulink.

— Формализовать задачи механики в терминах тел, соединений, приводов и сил в Simscape Multibody.

— Настраивать решатели (solvers) для задач различной жесткости.

— Проводить параметрические исследования и оптимизацию.

— Автоматизировать процессы моделирования с помощью m-скриптов;

иметь навык:

— Разработки виртуальных прототипов мехатронных модулей.

 — Верификации и валидации моделей.

 — Визуализации и анализа результатов моделирования.

know:

– Principles of object-oriented physical modeling.

 — Structure and components of Simscape libraries (Multibody, Fluids, Electronics, etc.).

— Methods for formulating linkage equations for multidomain systems.

— Approaches to integration of physical process models and control algorithms.

be able to:

— Create hierarchical models in Simulink.

— Formalize mechanical problems in terms of bodies, connections, drives and forces in Simscape Multibody.

— Configure solvers for different hardness problems.

— Carry out parametric studies and optimization.

— Automate modeling processes using m-scripts.

have skills 

— Development of virtual prototypes of mechatronic modules.

 — Verification and validation of models.

 — Visualization and analysis of simulation results.

Семестр изучения учебной дисциплины, модуля / Semester of study

3

3

Пререквизиты / Prerequisites

«Дифференциальные уравнения», «Уравнения в частных производных», «Информационные технологии», «Компьютерная механика», «Механика сплошной среды», «Математические модели механики деформируемого твердого тела и основы механики разрушения», «Мехатроника», «Современные роботы и робототехнические системы».

Differential Equations, Partial Differential Equations, Information Technology, Computer Mechanics, Continuum Mechanics, Mathematical Models of Mechanics of a Deformable Solid and the Basics of Fracture Mechanics, Mechatronics, Modern Robots and Robotic Systems.

Трудоемкость в зачетных единицах (кредитах) / Credit units

3

3

Количество аудиторных часов и часов самостоятельной работы / Academic hour of students’ class work, 

hours of self-directed learning

всего 90 часов, в том числе 54 аудиторных часа, из них: лекции – 18 часов, лабораторные занятия – 36 часов.

total 90 hours, including 54 classroom hours, including: lectures – 18 hours, laboratory classes – 36 hours.

Требования и формы текущей и промежуточной аттестации / Requirements and forms of current and interim certification

экзамен

exam