Zkouška

1. Konstrukce zadaného modelu v Modelice u počítače (1 - 2h) - 10b
   • Jednoduchý model podobné složitosti jako ve víkendovém kurzu, tentokrát ale bez internetu a vlastních úloh. Úlohu budete vypracovávat na místních počítačích v Dymole nebo OpenMOdelica dle výběru.
   • Úloha může mimo jiné obsahovat
     • stream proměnné v konektorech
     • diskretizaci
     • physiolibrary
   • Pokud jste semestrální práci tvořili skutečně samostatně, neměli byste mít s touto částí velký problém.
   • neúspěch v této části může být důvodem k opakování termínu
2. ústní Teoretická část - vychází z vypsaných okruhů níže (cca 10m) - 20b
   • Taháte si dvě otázky, každá po 10b
   • zásadní neznalost může být důvodem k opakování termínu.
3. Prezentace a obhajoba semestrální práce (cca 15m) - celkem 60b
   • Představíte svou zprávu a model, srozumitelně vysvětlíte čím jste se zabývali
   • Demonstrujete model a odpovíte dotazy. Každý člen případného týmu se musí orientovat ve struktuře modelu.
   • Součástí hodnocení je i úroveň zprávy a prezentace
   • Za semestrální práci máte maximum 70b včetně zadání, tj. zde můžete získat až 60b.
   • Celkem cca na 10m, 5m na dotazy. Způsob prezentace je čistě na vás.
   • Prezentace může být v ČJ i v AJ

Pokud nesplníte jen jednu z částí, můžete na příštím termínu opakovat jen právě tu nesplněnou.

Vzhledem k časové náročnosti (2h + 15x10min + 5x15min + c = min 6h +c) si vyhraďte ideálně celý den.

Teoretická zkouška je v podstatě kompilát z přednášek a materiálů, co jsou zde na stránkách, zejména aplikace Regulace (doporučuji skutečně detailně prostudovat). Odkud čerpat?

V zásadě lze říct, že co bylo v přednáškách, může se objevit u zkoušky.

Rámcové okruhy:

1. Základní pojmy - modelování, simulace, model, reálný objekt, abstrakce, interpretace, platnost, věrnost. Proč modelovat, důsledky, postup modelování, zjednodušování.
2. Systém - diskrétní, spojitý, stochastický, deterministický. Separabilita, stabilita. Formální a neformální popis.
3. Analogie fyzikálních domén. Zobecněné systémové vlastnosti. Vztahy zobecněných vlastností. Konceptuální modely, elektrické analogie. Vztah ke konektorům v Modelice.
4. Řešení ordinérních diferenciálních rovnic prvního řádu a ntého řádu. Řešení soustav. Charakteristický polynom. Řešení nelineárních rovnic a jejich řešitelnost.
5. Parciální diferenciální rovnice, jejich soustavy. Okrajové podmínky, řešitelnost.
6. Postup řešení soustavy DAE v Modelice, speciality při řešení hybridních modely a inicializaci.
7. Lineární systém a jeho hlavní vlastnosti. Laplaceova transformace, přenos systému (transfer function).
8. kompartment - zjednodušení, význam. Kompartmentové modelování. Využití v epidemiologii (SIR), fyziologii (objemové a koncentrační kompartment) a farmakologii (modely 0, 1 a 2 řádu, metabolity, clearance, léčebná dávka)
9. Kauzální a akauzální modelovací nástroje. Specializované nástroje (VirtualCell, CellMl, BioTapestry, Physiome, Hummod etc). Využití knihoven v modelech. Obsah základních knihoven Modelica Library, Physiolibrary a jejich využitelnost.
10. Identifikace - definice úlohy, problém závislosti parametrů. Citlivostní analýza, velikost prohledávaného prostoru, chyba identifikace. Účelová funkce, lokální optima, Nástroje.
11. FMI - co to je, k čemu je to dobré. Varianty FMI. Nástroje FMI, využitelnost FMI v identifikační úloze.
12. Laplace obraz, přechodová funkce (přenos), odpověď systému na jednotkový skok a jednotkový impuls, uzavřená a otevřená smyčka, odezvy prvního a druhého řádu. Netlumená, tlumená kriticky tlumená a přetlumená odezva.
13. Zpětná vazba v systému. Kladná a záporná, vliv zpoždení. Prvky P, I a D v regulační zpětné vazbě.
14. Regulační systém, ustálený stav. Regulace chybou, referenční hodnota, regulace bez porovnávacího členu.
15. Analýza - statické charakteristiky, vliv nelinearit. Dynamické charakteristiky, odezva systému 1. a výšších řádů. Zpoždění. Kmitočtové charakteristiky, bodeho graf.
16. Vztah přenosové funkce a diferenciálních rovnic systému. Přenos, skládání přenosových funkcí.
17. Regulace a stabilita v biologických regulačních systémech. Specifika biologických systémů. Homeostáza, ultrastabilita, Multistabilita.