
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.
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.
Kursinnehåll
8 Kapitlen • 40 LektionerVaraktighet mellan 4 och 360 timmar (du bestämmer)
Kapitel 1DöljDölj detaljerSe detaljerGrunderna för dynamiska system
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 2DöljDölj detaljerSe detaljerMatematiska modelleringstekniker
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 3DöljDölj detaljerSe detaljerÖverföringsfunktioner och frekvensdomän
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 4DöljDölj detaljerSe detaljerTillståndsrymdsanalys och simulering
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 5DöljDölj detaljerSe detaljerSimuleringsverktyg och miljöinställning
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 6DöljDölj detaljerSe detaljerModellering och simulering av olinjära system
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 7DöljDölj detaljerSe detaljerModellvalidering, verifiering och osäkerhet
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 8DöljDölj detaljerSe detaljerAvancerade simuleringstillämpningar
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.
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...

Jag gillar hur lektionerna går rakt på sak och hur jag kan byta kapitel och hoppa över innehåll som jag inte behöver.

Jag gillar innehållet och presentationssättet samt transkriptionen av videorna, vilket påskyndar processen!

Plattformen är snabb och enkel att använda. Mångfalden av innehåll och de kompletterande videorna hjälper mycket i inlärningen.

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




















