DE0224 Elektronisko sistēmu nelineārā dinamika

Kods DE0224
Nosaukums Elektronisko sistēmu nelineārā dinamika
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles; Brīvās izvēles
Līmenis un tips Doktora, Akadēmiskais
Tematiskā joma Elektronika un telekomunikācijas
Struktūrvienība Datorzinātnes, informācijas tehnoloģijas un enerģētikas fakultāte
Mācībspēks Dmitrijs Pikuļins, Artūrs Āboltiņš, Anna Litviņenko
Kredītpunkti 23.0
Daļas 2
Anotācija Pēdējās desmitgadēs pastiprināta pētnieku un inženieru uzmanība tiek pievērsta dažāda tipa dinamiskās sistēmās novērojamo nelineāro parādību izpausmju un praktisko pielietojumu izpētei..
Studiju kursa ietvaros studenti apgūst nelineāro elektronisko sistēmu izpētes metodoloģijas, kas balstās uz teorētiskiem aprēķiniem, datormodelēšanu un laboratorijas eksperimentiem..
Studiju kursa teorētiskajā daļā studenti tiek iepazīstināti ar RTU izstrādātās Pilno Bifurkāciju Grupu Metodes (PBGM) pielietošanas iespējām, veicot padziļinātu elektronisko iekārtu nelineārās dinamikas analīzi un prognozēšanu. Studentiem tiek izskaidrotas dažāda tipa elektronisko sistēmu nelineāro parādību pielietošanas iespējas elektronikā un sakaru tehnikā..
Pildot laboratorijas darbus un veicot kursa darba izstrādi, studenti praktiski apgūst komplekso dinamisko sistēmu eksperimentālās izpētes rīkus, iegūto datu analīzes un interpretācijas metodes. .
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
1. Nelineārās dinamikas pamati. Ievads. 4 6 0 0
1.1. Dinamisko sistēmu kvalitatīvā uzvedība. 4 6 0 0
1.2. Autonomās nelineārās sistēmas. 4 6 0 0
1.3. Neautonomās nelineārās sistēmas. 4 6 0 0
1.4. Stabilitātes jēdziens un kritēriji. 4 6 0 0
1.5. Ļapunova eksponente. 4 6 0 0
1.6. Gludās un negludās bifurkācijas. 4 6 0 0
1.7. Deterministisks haoss. 4 6 0 0
1.8. Haosa identificēšana un raksturošana. 4 6 0 0
1.9. Nelineāro sistēmu analīzes metodes: fāzes portreti, laika diagrammas, Puankarē škēlumi, bifurkāciju diagrammas. 4 6 0 0
1.10. Līdzāspastāvošie atraktori, pievilkšanas apgabali. 4 6 0 0
1.11. Krīzes: iekšējā un robežu. 4 6 0 0
2. Pilno bifurkāciju grupu metode. Ievads. 4 6 0 0
2.1. Metodes algoritmiskā bāze. 8 12 0 0
2.2. Turpinājums pēc parametra. 4 6 0 0
2.3. Pilno bifurkāciju diagrammu iegūšana un analīze. 8 12 0 0
2.4. Retie atraktori. 8 12 0 0
3. Nelineāro parādību eksperimentālās un modelēšanas metodes. Ievads. 4 6 0 0
3.1. Nelineāro elektronisko sistēmu datormodelēšanas iespējas. 6 8 0 0
3.2. Laika diagrammu, fāzes portretu, atraktoru un spektru eksperimentālā iegūšana. 6 8 0 0
3.3. Puankarē šķēlumu eksperimentālā izpēte. 8 12 0 0
3.4. Bifurkāciju diagrammu eksperimentālās iegūšanas un attēlošanas metodes. 8 12 0 0
4. Haotisko svārstību izpausmes elektronikā un sakaru tehnikā. Ievads. 4 6 0 0
4.1. Analogo haotisko sistēmu pārskats. 8 12 0 0
4.2. Čua ķēdes nelineārā dinamika. 8 12 0 0
4.3. Haotiskie RC oscilatori. 8 12 0 0
4.4. Ciparu haotiskās sistēmas. 8 12 0 0
4.5. Haoss spēka elektronikā. 8 12 0 0
4.6. Būla haoss. 6 9 0 0
4.7. Haotiskā skaitļošana. 6 9 0 0
4.8. Memristori un to pielietojumi. 6 8 0 0
5. Elektronisko sistēmu nelineāro darbības režīmu pielietojumi. Ievads. 4 4 0 0
5.1. Haotiskās sinhronizācijas pamati. 8 8 0 0
5.2. Haotiskās sinhronizācijas pielietojumi sakaru tehnikā. 6 8 0 0
5.3. Haotiskā spektra izkliede. 4 8 0 0
5.4. Robustā haosa pielietojumi. 4 8 0 0
5.5. Gadījumsignālu ģeneratori uz haotisko oscilatoru bāzes. 4 6 0 0
5.6. Ciparu datu haotiskā kriptēšana. 6 6 0 0
6. Haotisko sistēmu vadība. Ievads. 4 6 0 0
6.1. OGY metodes pārskats un pielietojumi. 6 0 0 0
6.2. Pyragasa metodes pārskats un pielietojumi. 6 0 0 0
6.3. Laika aiztures metodes pielietojumi. 6 0 0 0
7. Kursa darba izstrāde un aizstāvēšana. 8 48 0 0
Kopā: 240 360 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs 		Studiju kursa mērķis ir sniegt teorētiskās zināšanas analogo un ciparu elektronisko shēmu nelineārās dinamikas izpētē un analīzē, izmantojot Pilno Bifurkāciju Grupu Metodi, kā arī praktiski apgūt sarežģītu sistēmu nelineāro parādību datormodelēšanas un eksperimentālās izpētes metodoloģijas. Studiju kursa uzdevums ir iemācīt studentus: 1. Veikt komplekso elektronisko sistēmu dinamikas analīzi. 2. Pamatoti izskaidrot novērojamās parādības. 3. Piedāvāt dažāda tipa darba režīmu praktiskās izmantošanas iespējas; izvēlēties un pielietot atbilstošās haotisko sistēmu vadības metodes.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana 		Spēj identificēt un analizēt plaši sastopamās nelineārās parādības: subharmoniskās svārstības, haosu, bifurkācijas. - Mājasdarbi, kontroldarbi, kursa darbs, laboratorijas darbi.
Spēj pielietot Pilnu Bifurkāciju Grupu Metodi dažāda tipa elektronisko sistēmu nelineārās dinamikas analīzei. - Mājasdarbi, kontroldarbi, kursa darbs.
Spēj veikt nelineāras elektroniskās sistēmas datormodelēšanu un eksperimentālu izpēti. - Mājasdarbi, laboratorijas darbi, kursa darbs.
Spēj izskaidrot novērojamo nelineāro parādību rašanās cēloņus, kā arī piedāvāt to praktiskos pielietojumus. - Mājasdarbi, kontroldarbi, kursa darbs, laboratorijas darbi.
Spēj izvēlēties un pielietot atbilstošu haotisko sistēmu vadības metodes. - Mājasdarbi, kontroldarbi, kursa darbs.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Kursa darbs - 20%
Kontroldarbi - 20%
Mājasdarbi - 20%
Laboratorijas darbi - 20%
Eksāmens - 20%
 
Priekšzināšanas Analogo un ciparu elektronisko shēmu darbības pamati. Ķēžu teorija. Augstākā matemātika.
Studiju kursa plānojums
Daļa KP Stundas Pārbaudījumi Pārbaudījumi (brīvai izvēlei)
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs Ieskaite Eksāmens Darbs
1 7.7 80.0 0.0 0.0 * *
2 15.3 80.0 48.0 32.0 * *
Pieteikties uz šo kursu
[Kursa apraksts PDF formātā]