Õppeaine eesmärk on:
- anda ülevaade modelleerimisest ja arvutisimulatsioonist eri valdkondades (sh tööstustehnoloogia, materjalitehnika);
- anda põhilisi programmeerimis- ja programmiarenduse oskusi (kasutades MatLabi keskkonda);
- õpetada analüüsima ja töötlema katseandmeid, sealhulgas esitlema tulemusi graafiliselt, rakendades matemaatilisi algoritme;
- anda ülevaade staatiliste ja lineaarsete dünaamiliste süsteemide modelleerimise ja identifitseerimise põhiülesannetest, lahendusmeetoditest ning nende kasutamisest erinevates rakendustes;
- õpetada kasutama modelleerimiskeskkonda MATLAB dünaamiliste süsteemide modelleerimisel, identifitseerimisel ja erinevate rakenduste loomisel.

The aim of this course is to:
- provide an overview of modelling and computer simulation in various fields (including industrial technology, material engineering);
- provide basic programming and program development skills (using the MatLab environment);
- teach how to analyze and process experimental data, including presenting the results graphically, applying mathematical algorithms;
- provide an overview of the main tasks of modeling and identification of static and linear dynamic systems, solution methods and their use in various applications;
- apply MATLAB modeling environment for modeling, identifying and creating different applications of dynamic systems.

Aine läbinud üliõpilane:
- teeb kindlaks ja kirjeldab tööstustehnoloogia, materjali- ja inseneriteaduse protsesside matemaatilise modelleerimise põhielemente ning selgitab lühidalt, miks ja mil viisil on matemaatiline/numbriline modelleerimine kasulik;
- analüüsib ja töötleb katseandmeid, sh esitleb tulemusi graafiliselt, rakendades matemaatilisi algoritme;
- oskab tehnoloogilistest protsessidest ja probleemidest luua matemaatilise mudeli ning analüüsib seda, sisestades erinevaid parameetreid;
- oskab analüütiliselt tuletada reaalsete dünaamiliste süsteemide (mehhaanilised, elektrilised, hüdraulilised, termilised) lineariseeritud mudeleid;
- kasutab modelleerimiskeskkonda MATLAB dünaamiliste süsteemide modelleerimisel, identifitseerimisel ja erinevate rakenduste loomisel.

After completing this course, the student:
- identifies and describes the main elements of mathematical modelling of industrial technology, materials and engineering processes and briefly explains why and how mathematical/numerical modelling is useful;
- analyses and processes measuring data, incl. presents results graphically while applying mathematical algorithms;
- creates a mathematical model of technological processes and problems and analyses it by entering different parameters;
- analytically derives linearized models of real dynamic systems (mechanical, electrical, hydraulic, thermal);
- applies MATLAB modelling environment for modelling, identifying and creating different applications of dynamic systems.

Kursus sisaldab üldist sissejuhatust modelleerimisse ja arvutisimulatsiooni kui tööstustehnoloogia, materjaliteaduse ja inseneritööriistadesse, tabelite (Exceli tabelid MatLabi keskkonnas) kasutamist "edasijõudnutele" ning põhilisi programmeerimis- ja programmiarenduse oskusi. Kursuse käigus vaadeldakse järgmiseid teemasid ja probleeme: mõõtmistulemuste analüüs ja esitamine, dünaamiliste süsteemide matemaatilised mudelid, mehaanilised, elektrilised, hüdraulilised ja termilised süsteemid ja nende mudelid; parameetrilised mudelid: vähimruutude hinnang; mitteparameetrilised dünaamilised mudelid: siirde-, korrelatsiooni- ja spektraalanalüüs; identifitseerimine reaalajas: tehnoloogiliste protsesside monitooring reaalajas (mesinaelemendid, ajamid jt); staatiliste ja dünaamiliste mudelite rakendusnäited; tagasisidega süsteem. Õppeaines toimuvaid loenguid harjutusi teostatakse modelleerimiskeskkonnas MATLAB (Optimization ja Identification Toolbox, Simscape, Simulink).

The course includes a general introduction to modelling and computer simulation as industrial technology, materials science and engineering tools, the use of spreadsheets (Excel spreadsheets in the MatLab environment) for "advanced" users, and basic programming and program development skills. The course examines the following topics and problems: analysis and presentation of measurement results, mathematical models of dynamic systems, mechanical, electrical, hydraulic and thermal systems and their models; parametric models: least squares estimation; non-parametric dynamic models: transient, correlation and spectral analysis; identification in real-time: monitoring of technological processes in real-time (machine elements, drives, etc.); application examples of static and dynamic models; system with feedback. Lectures and exercises in the subject are performed in the MATLAB modeling environment (Optimization and Identification Toolbox, Simscape, Simulink).

-

-

-

-

1. L. Ljung, T. Glad "Modeling of Dynamic Systems"
2. K. Ogata "Modern Control Engineering"
3. I. Cochin "Analysis and Design of Dynamic Systems"
4. W.J. Palm III "Modeling, Analysis and Control of Dynamic Systems"
5. C. Close, D. Frederick "Modeling and Analysis of Dynamic Systems
6. T. Söderström, P. Stoica "System Identification"
7. L. Ljung "System Identification"
8. Steven H. Strogatz, Nonlinear Dynamics and Chao with Applications to Physics, Biology, Chemistry, and Engineering, Second Edition, Avalon Publishing, 2014
9. Ü. Lepik, J. Engelbrecht. Kaoseraamat. Eesti TA, Tallinn, 1999.

-