Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Obliczenia inżynierskie w Matlabie
Tok studiów:
2016/2017
Kod:
MIS-1-604-s
Wydział:
Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Informatyka Stosowana
Semestr:
6
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Osoba odpowiedzialna:
Sztangret Łukasz (szt@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
Sztangret Łukasz (szt@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Student po ukończeniu kursu powinien z łatwością rozwiązywać problemy z zakresu algebry i analizy matematycznej, równań różniczkowych (symulacje układów dynamicznych), optymalizacji czy modelowania.

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Zna zasady tworzenia oprogramowania w języku orientowanym macierzowo. Potrafi tę wiedzę wykorzystać do wektoryzacji algorytmów. IS1A_W07, IS1A_W03 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W002 Zna składnie języka Matlab, potrafi korzystać ze zmiennych, funkcji, tablic, struktur, klas i uchwytów. IS1A_W07, IS1A_W03 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W003 Zna możliwości obliczeniowe wybranych pakietów. Potrafi je zastosować do rozwiązywania różnych problemów inżynierskich. IS1A_W07, IS1A_W03 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W004 Zna narzędzia służące do graficznej prezentacji wyników i potrafi je zastosować do tworzenia aplikacji okienkowych. IS1A_W07, IS1A_W03 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Umiejętności
M_U001 Potrafi zastosować poznane mechanizmy do rozwiązywania różnych problemów obliczeniowych, potrafi opracować algorytm postępowania w celu rozwiązania postawionego problemu. IS1A_U06, IS1A_U15, IS1A_U16 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Potrafi korzystać z podanych pozycji literaturowych oraz pozyskiwać własne źródła wiedzy. IS1A_U06, IS1A_U15, IS1A_U16 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Wykazuje gotowość do pracy zespołowej nad tworzeniem rozwiązania dla rozpatrywanego problemu inżynierskiego. IS1A_U06, IS1A_U15, IS1A_U16 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U004 Wykazuje umiejętność rozwiązania postawionego problemu poprzez napisanie i przetestowanie programu. IS1A_U06, IS1A_U15, IS1A_U16 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Zna zasady tworzenia oprogramowania w języku orientowanym macierzowo. Potrafi tę wiedzę wykorzystać do wektoryzacji algorytmów. + - + - - - - - - - -
M_W002 Zna składnie języka Matlab, potrafi korzystać ze zmiennych, funkcji, tablic, struktur, klas i uchwytów. + - + - - - - - - - -
M_W003 Zna możliwości obliczeniowe wybranych pakietów. Potrafi je zastosować do rozwiązywania różnych problemów inżynierskich. + - + - - - - - - - -
M_W004 Zna narzędzia służące do graficznej prezentacji wyników i potrafi je zastosować do tworzenia aplikacji okienkowych. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi zastosować poznane mechanizmy do rozwiązywania różnych problemów obliczeniowych, potrafi opracować algorytm postępowania w celu rozwiązania postawionego problemu. - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi korzystać z podanych pozycji literaturowych oraz pozyskiwać własne źródła wiedzy. - - + - - - - - - - -
M_U003 Wykazuje gotowość do pracy zespołowej nad tworzeniem rozwiązania dla rozpatrywanego problemu inżynierskiego. - - + - - - - - - - -
M_U004 Wykazuje umiejętność rozwiązania postawionego problemu poprzez napisanie i przetestowanie programu. - - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:
  1. Wprowadzenie do środowiska Matlab

    Matlab jako język orientowany macierzowo. Podstawowe polecenia, zmienne, tablice, struktury, instrukcje sterujące, pętle i funkcje.

  2. Operacje na tablicach

    Działania na tablicach. Generowanie tablic za pomocą operatora : Dodawanie, usuwanie kolumn/wierszy. Wyszukiwanie elementów. Sortowanie.

  3. Grafika

    Tworzenie wykresów 2D oraz 3D. Tworzenie aplikacji okienkowych oraz ich programowanie.

  4. Elementy algebry liniowej

    Rozwiązywanie układów równań liniowych i nieliniowych, zagadnienie własne macierzy (wyznaczanie przybliżonych wartości własnych). Operacje na wielomianach.

  5. Statystyka

    Analiza statystyczna ciągów liczbowych. Graficzne przedstawianie wyników.

  6. Obliczenia symboliczne

    Rozwiązywanie problemów za pomocą obliczeń symbolicznych. Narzędzie MuPAD. Wstawienie obliczeń do sprawozdania, pracy dyplomowej.

  7. Analiza sygnałów

    Analiza widmowa sygnałów. Filtrowanie sygnałów (usuwanie szumu, rozkład syganłu na harmoniczne).

  8. Aproksymacja i interpolacja funkcji

    Aproksymacji wielomianowa funkcji jednej zmiennej. Interpolacja funkcjami sklejanymi. Aproksymacja funkcji wielu zmiennych funkcjami radialnymi oraz z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych.

  9. Optymalizacja

    Optymalizacja funkcji celu za pomocą algorytmów klasycznych i heurystycznych.

  10. Równania różniczkowe

    Rozwiązywanie równań oraz układów równań różniczkowych. Równania różniczkowe cząstkowe.

  11. Systemy dynamiczne

    Metody opisu systemów dynamicznych. Symulacje w pakiecie Simulink.

  12. Sterowanie układami dynamicznymi

    Sterowanie układami dynamicznymi w układzie otwartym i zamkniętym. Zastosowanie regulatorów PID oraz LQ.

Ćwiczenia laboratoryjne:
Rozwiązywanie zadań oraz ich implementacja

Rozwiązywanie różnych problemów matematycznych i technicznych przy pomocy poznanych na wykładzie narzędzi.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 83 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w wykładach 28 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 28 godz
Przygotowanie do zajęć 15 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 10 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena średnia z trzech kolokwiów.
Zgodnie z Regulaminem Studiów AGH podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest ostatni dzień zajęć w danym semestrze. Termin zaliczenia poprawkowego (tryb i warunki ustala prowadzący moduł na zajęciach początkowych) nie może być późniejszy niż ostatni termin egzaminu w sesji poprawkowej (dla przedmiotów kończących się egzaminem) lub ostatni dzień trwania semestru (dla przedmiotów niekończących się egzaminem).

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Podstawowa znajomość algebry liniowej, analizy matematycznej oraz metod numerycznych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Dokumentacja programu Matlab
2. Mrozek B., Mrozek Z. MATLAB i Simulink: poradnik użytkownika.
3. Fortuna Z., Muckow B., Wąsowski J. Metody numeryczne.
4. Moler C. Numerical computing with MATLAB.
5. Moler C. Experiments with MATLAB.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Application of inverse analysis with metamodelling for identification of metal flow stress / Ł. SZTANGRET, D. SZELIGA, J. KUSIAK, M. PIETRZYK // Canadian Metallurgical Quarterly ; ISSN 0008-4433. — 2012 vol. 51 no. 4, s. 440–446. — Bibliogr. s. 446.

2. Modeling of the oxidizing roasting process of zinc sulphide concentrates using artificial neural networks — Modelowanie procesu prażenia koncentratów cynku z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych / Łukasz SZTANGRET, Łukasz RAUCH, Jan KUSIAK, Piotr JAROSZ, Stanisław MAŁECKI // Computer Methods in Materials Science : quarterly / Akademia Górniczo-Hutnicza ; ISSN 1641-8581. — Tytuł poprz.: Informatyka w Technologii Materiałów. — 2011 vol. 11 no. 1, s. 122–127. — Bibliogr. s. 127.

3. Modified approximation based optimization strategy / Łukasz SZTANGRET, Jan KUSIAK // W: Artificial Intelligence and Soft Computing : 11th International Conference, ICAISC 2012 : Zakopane, Poland, April 29–May 3, 2012 : proceedings, Pt. 2 / eds. Leszek Rutkowski [et al.]. — Berlin ; Heidelberg : Springer-Verlag, cop. 2012. — (Lecture Notes in Computer Science ; ISSN 0302-9743. Lecture Notes in Artificial Intelligence ; 7268). — ISBN: 978-3-642-29349-8. — S. 600–607. — Bibliogr. s. 607, Abstr.

4. Control of the copper flash smelting process – comparison of the effectiveness of bio-inspired strategies / Łukasz SZTANGRET, Andrzej STANISŁAWCZYK, Jan KUSIAK // W: Evolutionary and deterministic methods for design, optimization and control with applications to industrial and societal problems : ECCOMAS conference : EUROGEN 2009 : Cracow, June 15–17, 2009 / eds. T. Burczyński, J. Périaux ; CIMNE, UPC Universitat Politècnica de Catalunya, Generalitat de Catalunya. — Barcelona : CIMNE, cop. 2011. — (A Series of Handbooks on Theory and Engineering Applications of Computational Methods). — Opis częśc. wg okł.. — ISBN: 978-84-95999-93-1. — S. 298–303. — Bibliogr. s. 303, Abstr.

5. Optimization of parameters of feed-back pulse coupled neural network applied to the segmentation of material microstructure images / Łukasz RAUCH, Łukasz SZTANGRET, Jan KUSIAK // W: Artificial Intelligence and Soft Computing : 10th International Conference, ICAISC 2010 : Zakopane, Poland, June 13–17, 2010, Pt. 2 / eds. Leszek Rutkowski [et al.]. — Berlin ; Heidelberg : Springer-Verlag, cop. 2010. — (Lecture Notes in Computer Science ; ISSN 0302-9743. Lecture Notes in Artificial Intelligence ; 6114). — ISBN: 978-3-642-13231-5 ; ISBN10: 3-642-13231-6. — S. 80–87. — Bibliogr. s. 86–87, Abstr.

Informacje dodatkowe:

Brak