Välj ditt språk
Kurs i modellering och simulering av dynamiska system
Över 2 miljoner studenter världen över

Kurs i modellering och simulering av dynamiska system

Behärska hela arbetsflödet för modellering och simulering av dynamiska system – från ekvationshärledning från första principer till hardware-in-the-loop-testning. Bygg expertis inom mekaniska, elektriska, termiska och fluida domäner med branschstandardverktyg och rigorösa valideringsmetoder. Den här kursen rustar ingenjörer och analytiker för att producera trovärdiga simuleringsresultat redo för beslutsfattande.

Dedika för företag

Vad du kommer att lära dig:

  • Härled styrande ekvationer för multi-domän dynamiska system från grundläggande fysikaliska lagar.

  • Bygg och konfigurera tillståndsmodeller och överföringsfunktionsmodeller för numerisk simulering.

  • Tillämpa Laplacedomän- och frekvenssvarsverktyg för att bedöma stabilitet och systemprestanda.

  • Implementera Euler-, Runge-Kutta- och adaptiva lösare för att integrera tillståndsekvationer med hög noggrannhet.

  • Validera och verifiera simuleringsmodeller med hjälp av känslighetsanalys och osäkerhetskvantifiering.

  • Integrera modellering, reglerdesign och hardware-in-the-loop-testning i ett enhetligt arbetsflöde för ingenjörsarbete.

Hur du studerar praktiskt Kurs i modellering och simulering av dynamiska system

Hur du övar Kurs i modellering och simulering av dynamiska system

För dig som är företag och vill utbilda ditt team

På Dedika för företag anpassas kursen med övningar och exempel från just din verksamhet, på det sätt som ditt företag behöver.

Klicka här

Kursinnehåll

8 Kapitlen • 40 LektionerVaraktighet mellan 4 och 360 timmar (du bestämmer)

Kapitel 1Se detaljer

Grunderna för dynamiska system

  • Lektion 1 • Systemklassificering och egenskaper

    Kategoriserar system som linjära/olinjära, tidsinvarianta/tidsvarierande och kontinuerliga/diskreta. Klassificeringen vägleder modellval i senare kapitel.

  • Lektion 2 • Vad är ett dynamiskt system

    Definierar dynamiska system genom tidsberoende beteende och orsak-verkan-samband. Fastställer den vokabulär som används genom hela kursen.

  • Lektion 3 • Fysikaliska domäner och analogier

    Kartlägger mekaniska, elektriska, termiska och fluida domäner till enhetliga modelleringskoncept. Tvärdomänanalogier påskyndar modellkonstruktion i senare kapitel.

  • Lektion 4 • Tillståndsvariabler och tillståndsrymd

    Introducerar tillståndsvariabler som den minimala informationsmängd som beskriver systemets utveckling. Kopplar tillståndsrymdsrepresentationen till differentialekvationsformuleringar.

  • Lektion 5 • Modelleringsmål och valideringstänkesätt

    Inramar modellering som ändamålsenlig abstraktion med uttryckliga antaganden och omfattning. Introducerar valideringstänkande redan innan någon simulering byggs.

Kapitel 2Se detaljer

Matematiska modelleringstekniker

  • Lektion 1 • Härleda ekvationer från fysikaliska lagar

    Tillämpar Newtons lagar, Kirchhoffs lagar och energibalanser för att härleda systemekvationer. Systematisk härledning förhindrar modelleringsfel vid simulering.

  • Lektion 2 • Linjärisering av olinjära modeller

    Linjäriserar olinjära ekvationer kring jämviktspunkter med hjälp av Taylor-serieutveckling. Möjliggör linjära analysverktyg på i grunden olinjära system.

  • Lektion 3 • Bondgraf-modelleringsmetoden

    Använder bondgrafer för att modellera flerdomänsystem genom representation av effektflöde. Tillhandahåller en enhetlig grafisk härledningsmetod över fysikaliska domäner.

  • Lektion 4 • Differensekvationer för diskreta system

    Formulerar tidsdiskreta modeller med hjälp av differensekvationer för samplade data och digitala system. Förbereder deltagarna för diskreta simuleringsmetoder.

  • Lektion 5 • Repetition av ordinära differentialekvationer

    Repeterar första och andra ordningens ODE:er som den matematiska ryggraden i kontinuerliga dynamiska modeller. Kopplar ODE-struktur till fysikaliskt systembeteende.

Kapitel 3Se detaljer

Överföringsfunktioner och frekvensdomän

  • Lektion 1 • Grunderna i Laplace-transformen

    Omvandlar tidsdomän-ODE:er till algebraiska ekvationer med hjälp av Laplace-transformen. Etablerar den matematiska bryggan till överföringsfunktionsanalys.

  • Lektion 2 • Härledning av överföringsfunktioner

    Härleder överföringsfunktioner från systemekvationer och blockscheman. Kopplar den algebraiska representationen till fysikaliskt insignal-utsignal-beteende.

  • Lektion 3 • Stabilitetsanalys i frekvensdomänen

    Tillämpar Routh-Hurwitz-, Nyquist- och förstärknings-/fasmarginalkriterier för att bedöma stabilitet. Stabilitetsanalys är en förutsättning för tolkning av simuleringsresultat.

  • Lektion 4 • Tidsdomänsvar från överföringsfunktioner

    Beräknar steg-, impuls- och rampsvar från pol-nollställe-positioner. Kopplar polplacering till prestandamått för transienta förlopp.

  • Lektion 5 • Frekvenssvar och Bode-diagram

    Utvärderar systemets förstärkning och fas över frekvenser med hjälp av konstruktion av Bode-diagram. Frekvenssvaret avslöjar resonans- och bandbreddsegenskaper.

Kapitel 4Se detaljer

Tillståndsrymdsanalys och simulering

  • Lektion 1 • Egenvärden, egenvektorer och systemmoder

    Beräknar egenvärden för systemmatrisen för att karakterisera naturliga moder och stabilitet. Modalanalys förklarar transienta beteenden som observeras i simulering.

  • Lektion 2 • Numeriska integrationsmetoder

    Implementerar Euler-, Runge-Kutta- och adaptiva stegmetoder för att lösa tillståndsekvationer numeriskt. Metodvalet påverkar simuleringsnoggrannhet och beräkningskostnad.

  • Lektion 3 • Tillståndsrymdsrepresentation

    Uttrycker systemdynamik som första ordningens matris-ODE:er med hjälp av A-, B-, C-, D-matriser. Tillståndsrymdsformen är grunden för numerisk simulering och reglerdesign.

  • Lektion 4 • Simulering av linjära tillståndsrymdsmodeller

    Kör tidsdomänssimuleringar av tillståndsrymdsmodeller och visualiserar tillståndstrajektorier. Simuleringsresultat valideras mot analytiska lösningar.

  • Lektion 5 • Styrbarhet och observerbarhet

    Testar om systemtillstånd kan styras och observeras med hjälp av Gramian- och rangvillkor. Dessa egenskaper avgör genomförbarheten för regler- och estimeringsdesign.

Kapitel 5Se detaljer

Simuleringsverktyg och miljöinställning

  • Lektion 1 • Programmatisk skriptning av simuleringar

    Implementerar ODE-lösare och tillståndsrymdsimuleringar genom kod för reproducerbarhet och automatisering. Skriptade simuleringar möjliggör parametersvep och batch-körningar.

  • Lektion 2 • Simuleringskonfiguration och prestanda

    Konfigurerar lösarinställningar, tidssteg och utsignalintervall för noggrannhet och hastighet. Korrekt konfiguration förhindrar tysta fel i långvariga simuleringar.

  • Lektion 3 • Bygga blockschemamodeller

    Konstruerar modeller för dynamiska system med hjälp av sammankopplade funktionsblock och signaldirigering. Blockschemamodeller mappar direkt till överföringsfunktions- och tillståndsrymdsformer.

  • Lektion 4 • Modellfelsökning och problemlösning

    Identifierar och löser vanliga simuleringsfel inklusive algebraiska loopar, enhetsfelmatcher och lösarhaverier. Felsökningsfärdigheter minskar tidsförlust på grund av icke-fysikaliska resultat.

  • Lektion 5 • Översikt över simuleringsprogramvaruekosystem

    Kartlägger blockschema-, ekvationsbaserade och skriptbaserade simuleringsmiljöer samt deras avvägningar. Kriterier för verktygsval kopplas till modelltyp och projektkrav.

Kapitel 6Se detaljer

Modellering och simulering av olinjära system

  • Lektion 1 • Fasplansanalys

    Visualiserar olinjära systemtrajektorier i fasplanet för att identifiera jämvikter och gränscykler. Fasplansanalys ersätter överföringsfunktionsverktyg för olinjära system.

  • Lektion 2 • Noggrann simulering av olinjära modeller

    Väljer lösare och stegstorlekar lämpliga för styva och kraftigt olinjära system. Noggrannhetsverifiering förhindrar feltolkning av olinjära simuleringsartefakter.

  • Lektion 3 • Bifurkation och kaos i simuleringar

    Simulerar parameterdrivna bifurkationer och identifierar kaotiska attraktorer genom numeriska experiment. Bifurkationsdiagram avslöjar kvalitativa förändringar i systembeteende.

  • Lektion 4 • Källor till olinjäritet i fysikaliska system

    Katalogiserar vanliga olinjäriteter såsom mättnad, dödzon, hysteres och Coulomb-friktion. Att känna igen olinjäritetskällor vägleder noggrann modellkonstruktion.

  • Lektion 5 • Beskrivande funktion-metoden

    Approximerar olinjärt elements frekvenssvar med hjälp av tekniken för beskrivande funktion. Förutsäger gränscykelamplitud och -frekvens utan fullständig simulering.

Kapitel 7Se detaljer

Modellvalidering, verifiering och osäkerhet

  • Lektion 1 • Parameterskattning från data

    Anpassar modellparametrar till uppmätta data med hjälp av minsta kvadrat- och optimeringsbaserade metoder. Skattade parametrar förbättrar modellnoggrannhet före valideringstestning.

  • Lektion 2 • Känslighetsanalystekniker

    Kvantifierar hur utsignalosäkerhet propagerar från parametervariation med hjälp av lokala och globala metoder. Känslighetsanalys prioriterar vilka parametrar som kräver noggrann mätning.

  • Lektion 3 • Modelltrovärdighet och rapportering

    Strukturerar trovärdighetsbevis med hjälp av mognadsmatriser och simuleringsrapporter för intressentgranskning. Trovärdighetsdokumentation stöder beslutsfattande baserat på simulering.

  • Lektion 4 • Verifiering vs. validering definierat

    Skiljer modellverifiering (löser ekvationer korrekt) från validering (rätt ekvationer för verkligheten). Tydliga V&V-definitioner förhindrar missbruk av simuleringsresultat.

  • Lektion 5 • Metoder för osäkerhetskvantifiering

    Propagerar parameterosäkerhet genom simuleringar med hjälp av Monte Carlo- och polynomkaosmetoder. UQ-resultat ger konfidensintervall för simuleringsförutsägelser.

Kapitel 8Se detaljer

Avancerade simuleringstillämpningar

  • Lektion 1 • Arbetsflöde för modellbaserad design

    Integrerar modellering, simulering, kodgenerering och testning i en enhetlig modellbaserad designprocess. MBD minskar utvecklingstid och felfrekvens i komplexa system.

  • Lektion 2 • Hardware-in-the-loop-simulering

    Integrerar fysisk hårdvara med realtidssimuleringsmodeller för att testa inbyggda styrenheter. HIL-testning överbryggar simulering och fysisk driftsättning på ett säkert sätt.

  • Lektion 3 • Reglersystemdesign via simulering

    Designar PID- och tillståndsåterkopplingsregulatorer inom simuleringsmiljöer och utvärderar prestanda för slutna system. Simuleringsbaserad design minskar antalet fysiska prototypiterationer.

  • Lektion 4 • Integration av fallstudie som slutprojekt

    Tillämpar alla kurstekniker på en heltäckande flerdomän-fallstudie av dynamiska system. Deltagarna visar färdigheter från början till slut inom modellering, simulering, validering och rapportering.

  • Lektion 5 • Sam-simulering av flerdomänsystem

    Kopplar samman simuleringsmodeller från olika fysikaliska domäner med hjälp av sam-simuleringsstandarder. Sam-simulering möjliggör fullständig systemanalys bortom verktyg för enstaka domäner.

Certifiering

Ditt giltiga slutförandecertifikat

Den här kursen är för dig:

  • Maskiningenjör: redo att gå bortom statisk analys och in i dynamisk simulering.

  • Elektroingenjör: som vill modellera och förutsäga tidsberoende kretsbeteende.

  • Studerande inom reglersystem: som behöver en rigorös grund innan hen tacklar avancerad kurslitteratur.

  • Flyganalytiker: med uppgift att simulera fordonsdynamik över flera fysiska domäner.

  • Yrkesverksam inom mekatronik: som integrerar sensorer, ställdon och mjukvara i validerade systemmodeller.

  • FoU-ingenjör: som bygger simuleringsdrivna arbetsflöden för att minska kostsamma iterationer med fysiska prototyper.

Vad våra elever säger

Era lektioner är perfekta. Jag köpte årspaketet och har äntligen möjlighet att följa olika ämnen som intresserar mig utan att behöva byta plattform... tack för allt ni gör, jag har redan rekommenderat er till andra...
Giulio Carlo
Giulio CarloStudent inom Digital marknadsföring
Jag gillar hur lektionerna går rakt på sak och hur jag kan byta kapitel och hoppa över innehåll som jag inte behöver.
Mariana Ferres
Mariana FerresStudent inom Fotografi
Jag gillar innehållet och presentationssättet samt transkriptionen av videorna, vilket påskyndar processen!
Luciana Alvarenga
Luciana AlvarengaStudent inom Nageldesign
Plattformen är snabb och enkel att använda. Mångfalden av innehåll och de kompletterande videorna hjälper mycket i inlärningen.
André Felipe
André FelipeStudent inom Prompt Engineering

Viktigaste kompetenserna

FAQ

Vem är Dedika?

Är intyget giltigt i Sverige?

Är kurserna gratis?

Vad är kursens arbetsinsats?

Hur ser kurserna ut?

Hur fungerar kurserna?

Hur lång tid tar kurserna?

Vad kostar kurserna?

Vad är en EAD- eller onlinekurs och hur fungerar den?

PDF-kurs