Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Matlab – narzędzie dla inżynierów
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
CTC-1-032-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Technologia Chemiczna
Semestr:
0
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Osoba odpowiedzialna:
prof. nadzw. dr hab. Jakubowska Małgorzata (jakubows@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
prof. nadzw. dr hab. Jakubowska Małgorzata (jakubows@agh.edu.pl)
Ciepiela Filip (filip.ciepiela@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Kurs podstaw Matlaba dla inżynierów, obejmujący zagadnienia prezentacji danych, analizy statystycznej, aproksymacji, różniczkowania, całkowania numerycznego, regresji liniowej, przetwarzania sygnałów.

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 podstawowe algorytmy analizy numerycznej w zakresie przetwarzania sygnałów, różniczkowania i całkowania, rozwiązywania układów równań liniowych, aproksymacji, regresji liniowej TC1A_W09, TC1A_W12, TC1A_W02 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W002 Zna i rozumie zasady przeprowadzania obliczeń inżynierskich w środowisku Matlab. TC1A_W09, TC1A_W12, TC1A_W02 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Umiejętności
M_U001 Potrafi rozwiązywać proste zadania inżynierskie (rozwiązywanie układów równań liniowych, przetwarzanie sygnałów, analiza statystyczna, różniczkowanie i całkowanie, aproksymacja, regresja liniowa) w języku Matlab. Potrafi łączyć wbudowane algorytmy obliczeniowe oraz własne. TC1A_U07, TC1A_U11 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Posiada podstawowe umiejętności w zakresie programowania w środowisku Matlab. Potrafi definiować struktury danych i implementować proste algorytmy. TC1A_U07, TC1A_U11 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Zna metody prezentacji wyników eksperymentów w formie wykresów różnych typów oraz funkcje Matlaba, umożliwiające wykonywanie zadań tego typu TC1A_U07, TC1A_U11
Kompetencje społeczne
M_K001 Rozumie potrzebę stosowania metod obliczeniowych w nauce i technice oraz prezentacji wyników eksperymentów za pomocą odpowiednich wykresów i diagramów. TC1A_K06, TC1A_K12 Aktywność na zajęciach
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 podstawowe algorytmy analizy numerycznej w zakresie przetwarzania sygnałów, różniczkowania i całkowania, rozwiązywania układów równań liniowych, aproksymacji, regresji liniowej - - - - - + - - - - -
M_W002 Zna i rozumie zasady przeprowadzania obliczeń inżynierskich w środowisku Matlab. - - - - - + - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi rozwiązywać proste zadania inżynierskie (rozwiązywanie układów równań liniowych, przetwarzanie sygnałów, analiza statystyczna, różniczkowanie i całkowanie, aproksymacja, regresja liniowa) w języku Matlab. Potrafi łączyć wbudowane algorytmy obliczeniowe oraz własne. - - - - - + - - - - -
M_U002 Posiada podstawowe umiejętności w zakresie programowania w środowisku Matlab. Potrafi definiować struktury danych i implementować proste algorytmy. - - - - - + - - - - -
M_U003 Zna metody prezentacji wyników eksperymentów w formie wykresów różnych typów oraz funkcje Matlaba, umożliwiające wykonywanie zadań tego typu - - - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Rozumie potrzebę stosowania metod obliczeniowych w nauce i technice oraz prezentacji wyników eksperymentów za pomocą odpowiednich wykresów i diagramów. - - - - - + - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Zajęcia seminaryjne:

Opis środowiska Matlab, praca z wykorzystaniem interpretera komend.
2. Definiowanie zmiennych i struktur danych.
3. Operacje wektorach i macierzach.
4. Wizualizacja danych – wykresy dwuwymiarowe i trójwymiarowe.
5. Podstawy programowania: skrypty i funkcje.
6. Podstawy analizy numerycznej w Matlabie:
- obliczenia z wykorzystaniem wielomianów
- rozwiązywanie układów równań liniowych
- całkowanie i różniczkowanie numeryczne
- interpolacja i aproksymacja funkcji
- rozwiązywanie układów równań liniowych
- zagadnienia optymalizacyjne
- przetwarzanie sygnałów.
9. Rozwiązywanie przykładowych zadań inżynierskich.
10. Podstawy statystyki w Matlabie.
11. Wielowymiarowa analiza danych.
12. Zagadnienia stabilności numerycznej.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 52 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach seminaryjnych 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 10 godz
Przygotowanie do zajęć 10 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 2 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Średnia z ocen uzyskanych z kolokwium (2-3 w czasie semestru)
Aktywność na zajęciach

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Znajomość techniki komputerowej.
Znajomość języka angielskiego w stopniu podstawowym.
Znajmość podstaw algebry oraz statystyki.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. A. Zalewski, R. Cegieła, Matlab – obliczenia numeryczne i ich zastosowania,
Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2001.
2. J. Brzózka, L. Dorobczyński, Programowanie w Matlab, NIKOM, Warszawa
1998.
3. Dokumentacja techniczna MATLAB wydana przez firmę The MathWorks Inc.
4. B. Mrozek, Z. Mrozek, Matlab uniwersalne środowisko do obliczeń naukowo-technicznych, Wyd. PLJ, Warszawa 1996.
5. B. Mrozek, Z. Mrozek, Matlab 6 – poradnik użytkownika.
6. B. Mrozek, Zb.Mrozek: MATLAB i Simulink. Poradnik użytkownika. Wyd.HELION 2004
7. M. Stachurski: Metody numeryczne w programie Matlab. Wyd.MIKOM 2003
8. W. Regel: Statystyka matematyczna w Matlab. Wyd.MIKOM 2003
9. W. Regel: Wykresy i obiekty graficzne w MATLAB. Wyd.MIKOM 2003

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Publikacje w czasopismach z listy filadelfijskiej
1. M. Jakubowska, R. Piech, T. Dzierwa, J. Wcisło, W.W. Kubiak, The Evaluation Method of Smoothing Algorithms in Voltammetry, Electroanalysis 15 (2003) 1729-1736.
2. M. Jakubowska, W.W. Kubiak, Optimization of smoothing process – the method to improve calibration in voltammetry, Talanta, 62 (2004) 583-594.
3. M. Jakubowska, W.W. Kubiak, Adaptive – degree polynomial filter for voltammetric signals, Analytica Chimica Acta 512 (2004) 241-250.
4. J. Gołaś, B. Kubica, W. Reczyński, W.M. Kwiatek, M. Jakubowska, M. Skiba, M. Stobiński, E. M. Dutkiewicz, G. Posmyk, K.W. Jones, M. Olko, J. Górecki, Preliminary Studies of Sediments from the Dobczyce Drinking Water Reservoir, Polish Journal of Environmental Studies 14 (2005) 37-44.
5. M. Jakubowska, W.W. Kubiak, Removing spikes from voltammetric curves in the presence of random noise, Electroanalysis 17 (2005) 1687-1694.
6. M.Jakubowska, Dedicated wavelet for voltammetric signals analysis, Journal of Electroanalytical Chemistry 603 (2007) 113–123.
7. M. Jakubowska, E. Hull, R. Piech, W.W. Kubiak, Selection of the optimal smoothing algorithm for the voltammetric curves, Chemia Analityczna – Chemical Analysis 53 (2008) 215–226.
8. M. Jakubowska, W. W. Kubiak, Signal processing in normal pulse voltammetry by means of dedicated mother wavelet, Electroanalysis 20 (2008) 185–193.
9. M. Jakubowska, R. Piech, Dedicated mother wavelet in the determination of antimony in the presence of copper, Talanta 77 (2008) 118-125.
10. M. Jakubowska, Inverse continuous wavelet transform in voltammetry, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems 94 (2008) 131-139.
11. M. Jakubowska, B. Baś, W.W. Kubiak, End-point detection in potentiometric titration by continuous wavelet transform, Talanta 79 (2009) 1398-1405.
12. B. Baś, M. Jakubowska, W.W. Kubiak, New multipurpose electrochemical analyzer for scientific and routine tasks, Chemické Listy 103 (2009) s262 – Proceedings of the Modern electroanalytical methods 2009, Prague, Czech Republic, 9–13 December 2009.
13. M. Jakubowska, Hybrid signal processing in voltammetric determination of chromium(VI), Journal of Hazardous Materials 176 (2010) 540–548.
14. M. Jakubowska, Orthogonal Signal Correction for Voltammetry, Electroanalysis 22 (2010) 564 – 574.
15. M. Jakubowska, B. Baś, F. Ciepiela, W. W. Kubiak, A calibration strategy for stripping voltammetry of lead on silver electrodes, Electroanalysis 22 (2010) 1757-1764.
16. B. Baś, M. Jakubowska, F. Ciepiela, W. W. Kubiak, New multipurpose electrochemical analyzer for scientific and routine tasks, Instrumentation Science and Technology 38 (2010) 421-435.
17. M. Jakubowska, Signal processing in electrochemistry, Electroanalysis 23 (2011) 553-572.
18. Ł. Górski, F. Ciepiela, M. Jakubowska, W.W. Kubiak, Baseline correction in standard addition voltammetry by discrete wavelet transform and splines, Electroanalysis 23 (2011) 2658–2667.
19. Ł. Górski, F. Ciepiela, M. Jakubowska, Automatic baseline correction in voltammetry,
Electrochimica Acta 136 (2014) 195-203.
20. Ł. Górski, M. Jakubowska, B. Baś, W.W. Kubiak, Application of genetic algorithm for baseline optimization in standard addition voltammetry, Journal of Electroanalytical Chemistry 684 (2012) 38–46.
21. F. Ciepiela, W. Sordoń, M. Jakubowska, Principal components – based techniques in voltammetric determination of caffeic, syringic and vanillic acids, Electroanalysis 28 (2015) 546–554.
22. M. Jakubowska, W. Sordoń, F. Ciepiela, Unsupervised pattern recognition methods in ciders profiling based on GCE voltammetric signals, Food Chemistry 203 (2016) 476–482.
23. Ł. Górski, W. Sordoń, F. Ciepiela, W.W. Kubiak, M. Jakubowska, Voltammetric classification of ciders with PLS-DA, Talanta 146 (2016) 231–236.
24. W. Sordoń, A. Salachna, M. Jakubowska, Voltammetric determination of caffeic, syringic and vanillic acids taking into account uncertainties in both axes, Journal of Electroanalytical Chemistry 764 (2016) 23–30.
25. M. Kowalcze, M. Jakubowska, Voltammetric profiling of absinthes, Journal of Electroanalytical Chemistry 776 (2016) 114–119.
26. Ł. Górski, W.W. Kubiak, M. Jakubowska, Independent components analysis of the overlapping voltammetric signals, Electroanalysis 28 (2016) 1470–1477.
27. M. Jakubowska, R. Piech, Ł. Górski, Application of a partial least squares regression for the determination of nanomolar concentrations of scandium in the presence of nickel by adsorptive stripping 28. M. Jakubowska, Ł. Górski, R. Piech, Deviations from bilinearity in multivariate voltammetric calibration models, Analyst 138 (2013) 6817–6825.
29. F. Ciepiela, G. Lisak, M. Jakubowska, Self-referencing background correction method for voltammetric investigation of reversible redox reaction, Electroanalysis 25 (2013) 2054–2059.
30. F. Ciepiela, M. Jakubowska, Faradaic and Capacitive Current Estimation by DPV-ATLD, Journal of The Electrochemical Society, 164 (12) H760-H769 (2017)
Rozdziały w monografiach książkowych:
1. M. Jakubowska, W. Reczyński, A. Donabidowicz, J.Gołaś, W.W. Kubiak, Chemometric analysis of sediments from Dobczyce water reservoir w: Chemometrics: methods and applications / eds. Dariusz Zuba, Andrzej Parczewski, Kraków : Institute of Forensic Research Publishers, 2006, s.131–139.
2. M. Jakubowska, W.W. Kubiak, Separation of overlapped voltammetric peaks with dedicated wavelet w: Chemometrics: methods and applications / eds. Dariusz Zuba, Andrzej Parczewski, Kraków : Institute of Forensic Research Publishers, 2006, s.401–406.
3. M. Jakubowska, B. Baś, W.W. Kubiak, Nowy algorytm wyznaczania punktu końcowego w miareczkowaniu potencjometrycznym [New algorithm for end-point detection in potentiometric titration], Chemometria w nauce i praktyce, pod red. Dariusza Zuby, Andrzeja Parczewskiego, Kraków, Wydawnictwo Instytutu Ekspertyz Sądowych, 2009.

Publikacje recenzowane w czasopismach o zasięgu międzynarodowym:
1. S. Białas, M. Jakubowska, Necessary and Sufficient Conditions for the Stability of Interval Matrices, Bulletin of the Polish Academy of Sciences 49 (2001) 467-478.
2. M. Jakubowska, D. Kalarus, A. Kot, W. W. Kubiak, Metody chemometryczne w identyfikacji źródeł pochodzenia klinkieru oraz cementu, Materiały Ceramiczne = Ceramic Materials 61 (2009) 12–15.

Informacje dodatkowe:

Brak