نمذجة وتحليل ديناميكيات الأنظمة الفيزيائية

الأنظمة الديناميكية موجودة في كل مكان—من أجهزة منظم الحرارة البسيطة إلى آليات الفضاء الجوي المعقدة. يعد فهم كيفية استجابة هذه الأنظمة للمدخلات والاضطرابات عبر الوقت أمرًا أساسيًا للتصميم الهندسي والتحكم الفعال. تقدم هذه الدورة أساسًا متينًا في مبادئ تحليل الأنظمة الديناميكية. ستنتقل من قوانين الفيزياء الأساسية إلى إنشاء نماذج رياضية وتفسير استجابات النظام، مما يؤهلك للدراسة المتقدمة في نظرية التحكم والمحاكاة المحوسبة. ما ستتعلمه: * فهم القوانين الأساسية (مثل قوانين Newton وقوانين Kirchhoff) المستخدمة لاشتقاق النماذج الرياضية لمختلف الأنظمة الفيزيائية. * تطبيق نظرية الرسم البياني الخطي ومخططات الجسم الحر لإنشاء المعادلة الحاكمة للأنظمة المعقدة بشكل منهجي. * ممارسة حل المعادلات التفاضلية من الدرجة الأولى والدرجة الثانية لتحديد استجابات النظام العابرة والمستقرة. * تحليل سلوك النظام باستخدام كل من دالّة الانتقال وطرق تمثيل فضاء الحالة الحديثة. * تحديد استقرار النظام باستخدام التقنيات الكلاسيكية مثل معيار Routh-Hurwitz. * تكوين نماذج حاسوبية أساسية لمحاكاة الاستجابات الديناميكية عندما تكون الحلول التحليلية غير عملية. تبدأ الدورة بتحديد المصطلحات الرئيسية ونهج النمذجة عبر مجالات الطاقة المختلفة. وتتقدم من خلال تقنيات لحل المعادلات التفاضلية العادية الخطية وتحليل سلوك النظام في كل من المجال الزمني والمجال الترددي. تم تصميم هذه الدورة للمبتدئين تمامًا المهتمين بالهندسة أو الفيزياء أو الرياضيات التطبيقية. لا يلزم وجود معرفة سابقة بديناميكيات الأنظمة، فقط فهم أساسي لحساب التفاضل والتكامل. ابدأ في بناء فهمك لكيفية تحرك العالم الفيزيائي وتفاعله اليوم.