Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Transkrypt

1 Nazwa modułu: Metody matematyczne w elektroenergetyce Rok akademicki: 2013/2014 Kod: EEL n Punkty ECTS: 5 Wydział: Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej Kierunek: Elektrotechnika Specjalność: Elektroenergetyka Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Niestacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 1 Strona www: Osoba odpowiedzialna: dr hab. inż. Zydroń Paweł (pzydron@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: dr hab. inż. Zydroń Paweł (pzydron@agh.edu.pl) 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 metody opisu matematycznego problemów i zadań technicznych występujących w elektroenergetyce EL2A_W01 Egzamin, Aktywność na zajęciach, Kolokwium, Odpowiedź M_W002 Ma poszerzoną wiedzę na temat możliwości zastosowania komputerów w analizie danych podczas działalności naukowo-badawczej i inżynierskiej EL2A_W05 M_W003 Zna możliwości i zastosowanie różnych metod i algorytmów numerycznych dla zastosowania w rozwiązywaniu zadań w elektrotechnice EL2A_W06 M_W004 Ma wiedzę na temat przeznaczenia i możliwości różnych programów i specjalistycznych pakietów oprogramowania naukowego i inżynierskiego EL2A_W05 Odpowiedź Umiejętności M_U001 Potrafi korzystać ze źródeł literaturowych dla rozwiązywania zadań obliczeniowych EL2A_U01, Prezentacja M_U002 Umie samodzielnie wyciągać wnioski oraz formułować i wyczerpująco uzasadniać opinie EL2A_U01 Kolokwium, Odpowiedź, Udział w dyskusji 1 / 5

2 M_U003 Potrafi pracować indywidualnie i w zespole, potrafi porozumiewać się przy użyciu różnych technik w środowisku zawodowym EL2A_U02 Odpowiedź, Prezentacja, Udział w dyskusji M_U004 Potrafi zastosować metody numeryczne do rozwiązania konkretnych zagadnień technicznych EL2A_U08 M_U005 Potrafi ocenić przydatność metod i narzędzi matematycznych służących do rozwiązania złożonego zadania inżynierskiego z zakresu elektroenergetyki EL2A_U15 Egzamin, Kolokwium Kompetencje społeczne M_K001 Potrafi podejść w sposób innowacyjny do rozwiązywanych problemów EL2A_K01, Prezentacja M_K002 Potrafi być komunikatywny w przekazywaniu informacji, nawet na temat złożonych zagadnień technicznych. EL2A_K02 Odpowiedź, Prezentacja Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład audytoryjne laboratoryjne projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne Inne terenowe E-learning Wiedza M_W001 M_W002 M_W003 M_W004 Umiejętności Zna metody opisu matematycznego problemów i zadań technicznych występujących w elektroenergetyce Ma poszerzoną wiedzę na temat możliwości zastosowania komputerów w analizie danych podczas działalności naukowobadawczej i inżynierskiej Zna możliwości i zastosowanie różnych metod i algorytmów numerycznych dla zastosowania w rozwiązywaniu zadań w elektrotechnice Ma wiedzę na temat przeznaczenia i możliwości różnych programów i specjalistycznych pakietów oprogramowania naukowego i inżynierskiego / 5

3 M_U001 M_U002 M_U003 M_U004 M_U005 Potrafi korzystać ze źródeł literaturowych dla rozwiązywania zadań obliczeniowych Umie samodzielnie wyciągać wnioski oraz formułować i wyczerpująco uzasadniać opinie Potrafi pracować indywidualnie i w zespole, potrafi porozumiewać się przy użyciu różnych technik w środowisku zawodowym Potrafi zastosować metody numeryczne do rozwiązania konkretnych zagadnień technicznych Potrafi ocenić przydatność metod i narzędzi matematycznych służących do rozwiązania złożonego zadania inżynierskiego z zakresu elektroenergetyki Kompetencje społeczne M_K001 M_K002 Potrafi podejść w sposób innowacyjny do rozwiązywanych problemów Potrafi być komunikatywny w przekazywaniu informacji, nawet na temat złożonych zagadnień technicznych. Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład Tematyka wykładów 1. <strong>opis matematyczny problemów inżynierskich elektroenergetyki.</strong> Przegląd problemów inżynierskich spotykanych w elektroenergetyce. Wielkości mierzone jako źródła danych. Rodzaje danych oraz ich reprezentacje, dokładność reprezentacji. Procesy i sygnały oraz sposoby ich opisu. Modele i wzorce. Sygnał, szum, zakłócenie opis matematyczny. Sygnały deterministyczne. Wprowadzenie do systemów ekspertowych. Wydobywanie danych: cele i metody, charakterystyka tematu. 2. <strong>wybrane zagadnienia statystyki matematycznej. Metody opisu matematycznego procesów i sygnałów.</strong> Zbiory danych, zbiór pełny i próba losowa, wielkości opisowe. Przykładowe rozkłady statystyczne. Wariancja, odchylenie standardowe, momenty wyższych rzędów analogi fizykalne w elektrotechnice. Estymacja wartości parametrów, estymatory obciążone i nieobciążone. Opis sygnałów stochastycznych. Parametry kształtu rozkładu: skośność i spłaszczenie. Zastosowania omówionych parametrów opisowych i metod w elektroenergetyce. 3. <strong>statystyka matematyczna. Wybrane zagadnienia przetwarzania i analizy danych.</strong> Rozkłady statystyczne, testowanie hipotez statystycznych. Sygnały 3 / 5

4 ciągłe, dyskretne i cyfrowe. Przetwarzanie sygnałów cyfrowych. Funkcje korelacji: korelacja własna i wzajemna. Problem poprawy stosunku sygnał/szum, metoda wielopunktowego uśredniania sygnałów powtarzalnych. Analiza fraktalna sygnałów: definicje, wymiar fraktalny, metody obliczeniowe i zastosowania. 4. <strong>wybrane przekształcenia całkowe podstawy i właściwości.</strong> Przestrzeń wektorowa, iloczyn skalarny, ortogonalność i ortonormalność. Szereg Fouriera, całka Fouriera, przekształcenie proste i odwrotne: definicje, właściwości Szybka transformata Fouriera. Przykłady i zastosowania w elektroenergetyce. 5. <strong>metody matematyczne w obliczeniach niezawodnościowych.</strong> Podstawy teorii niezawodności repetytorium. Podstawowe struktury niezawodnościowe układów technicznych, obliczanie ich niezawodności. Funkcje niezawodności i zawodności. Przykłady. Opracowanie wyników badań starzeniowych, szacowanie czasu życia. 6. <strong>łączna analiza czasowo-częstotliwościowa podstawy.</strong> Krótkoczasowe przekształcenie Fouriera: definicja, właściwości, zastosowania, metody wyznaczania. Spektrogram. Przekształcenia falkowe: ciągłe i dyskretne, właściwości i zastosowania. Przykłady analizy i zastosowań w rozwiązywaniu problemów technicznych w elektroenergetyce. Analiza wybranych sygnałów pomiarowych z zastosowaniem pakietu Matlab. 7. <strong>metody sztucznej inteligencji.</strong> Sztuczne sieci neuronowe podstawy i aplikacje. Geneza sieci neuronowych, neuron, sieci jedno- i wielowarstwowe. Algorytmy uczenia się sieci. Logika rozmyta podstawy i aplikacje. Algorytmy genetyczne podstawy i aplikacje. 8. <strong>programy i pakiety programowe do obliczeń naukowych i inżynierskich.</strong> Przegląd programów i pakietów programowych stosowanych w rozwiązywaniu problemów naukowych i w obliczeniach inżynierskich. audytoryjne Tematyka ćwiczeń audytoryjnych 1. Reprezentacja danych pomiarowych, wyznaczanie wartości parametrów opisowych szeregów czasowych, metody dopasowania krzywych. 2. Arkusze kalkulacyjne i ich zastosowanie w obliczeniach inżynierskich. 3. Przykłady rozwiązywania problemów naukowych i inżynierskich w pakiecie programowym Matlab. 4. Analiza statystyczna danych, testowanie hipotez statystycznych. 5. Wybrane algorytmy numeryczne algebry liniowej i analizy matematycznej. 6. Zastosowanie transformaty Fouriera w analizie danych pomiarowych. Wyznaczanie parametrów przebiegów odkształconych. 7. Metody wizualizacji danych i prezentacji wyników obliczeń. 8. Sprawdzian wiedzy i umiejętności. 9. Obliczenia niezawodnościowe, wyznaczanie prawdopodobieństwa uszkodzeń. Szacowanie czasu życia. 10. Prezentacje zadań kontrolnych. Sposób obliczania oceny końcowej 1. Aby uzyskać pozytywną ocenę końcową niezbędne jest: zdanie egzaminu oraz uzyskanie zaliczenia z ćwiczeń audytoryjnych (kolokwia kontrolne oraz przedstawienie prezentacji z zadanej pracy semestralnej). 2. Ocena końcowa jest liczona jako średnia ważona z ocen egzaminu (50%) i ćwiczeń audytoryjnych (50%). 4 / 5

5 Wymagania wstępne i dodatkowe Wiedza w zakresie kursu matematyki na poziomie studiów wyższych (algebra, analiza matematyczna, statystyka, rachunek prawdopodobieństwa). Podstawy metod numerycznych i programowania. Zalecana literatura i pomoce naukowe 1. R. Włodek, W. Nowak: Metody statystyczne z przykładami zastosowań w technice wysokich napięć. Wyd. AGH nr 1288, Kraków, S. Brandt: Analiza danych: metody statystyczne i obliczeniowe, WNT, Warszawa, T.P. Zieliński: Cyfrowe przetwarzanie sygnałów: od teorii do zastosowań, WKŁ, Warszawa, Z. Fortuna i in.: Metody numeryczne, WNT, Warszawa, Notatki z wykładu Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Nie podano dodatkowych publikacji Informacje dodatkowe Brak Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe Udział w wykładach Udział w ćwiczeniach audytoryjnych Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Przygotowanie do zajęć Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 3 godz 18 godz 18 godz 46 godz 30 godz 10 godz 125 godz 5 ECTS 5 / 5