Identificarea Sistemelor 2024-2025

Profesor de curs: Lucian Buşoniu, Asistenţi lab: Zoltan Nagy, Tudor Alinei-Poiană, Elvin Pop. Asistent proiect: Tudor Sântejudean.

Navigare: [English version|Evaluare|Program|Cursuri|Laboratoare|Teste de laborator|Proiect|Contact]          [Înapoi la pagina lui Lucian Buşoniu]

Această disciplină prezintă metode pentru identificarea sistemelor: analiza în domeniul timp, analiza de corelaţie, tehnici bazate pe minimizarea erorii de predicţie şi pe variabile instrumentale. Se discută de asemenea proiectarea semnalelor de intrare, metode recursive online, identificarea în buclă închisă, şi tehnici de validare a modelelor obţinute. Cursul este descris la nivelul potrivit liniei de licenţă, construind baza matematică necesară. Cursul se bazează pe cartea System Identification de Soderstrom şi Stoica.

Anul acesta, vom folosi predarea on-site pentru toate orele (cursuri, laboratoare, şi proiecte); împreună cu platforme online pentru interacţiunea cu studenţii (Microsoft Teams) şi pentru chestionare online (ClassMarker). Ca un ID unic pentru fiecare student, vă rugăm să utilizaţi o adresă de e-mail care este asociată unui cont de ClassMarker. Conturile de Microsoft Teams pot fi asociate cu adresele de e-mail Didatec (sau puteţi evident folosi adresa de Teams pentru tot). Detalii despre modul în care utilizăm aceste platforme pot fi găsite mai jos pentru fiecare activitate.

Disciplina face parte din programul de licenţă al Departamentului de Automatică de la UTCluj (anul 3 semestrul 1, seria 2). Cunoştinţe preliminare necesare: sisteme dinamice liniare şi algebră liniară.

Reguli de evaluare

Notare:

• 30%=2x15% două teste de laborator, vezi mai jos pentru detalii.
• 10% chestionare de laborator: la începutul fiecărui laborator cu excepţia primului, se răspunde la două întrebări scurte din materialul relevant pentru laboratorul respectiv.
• 30% examen final.
• 30% proiect (15% partea 1 şi 15% partea 2), vezi mai jos pentru detalii.
• 10% chestionare de curs, în timpul fiecărui curs, din materialul discutat la cursul respectiv.
• 0.1 puncte bonus pentru fiecare laborator între 2 şi 5 predat în timpul slotului laboratorului respectiv.

Condiţii de eligibilitate: Soluţiile tuturor laboratoarelor cu excepţia primului, cele două teste de laborator, şi soluţiile pentru ambele părţi ale proiectului, susţinute cu success în cadrul sesiunilor interactive de prezentare a proiectelor; sunt toate strict necesare pentru ca studentul să fie admis în examen. Mai multe detalii despre fiecare componentă (laboratoare, teste de laborator, proiect) se găsesc la locurile potrivite în descrierile de mai jos.

Program

Cursurile sunt miercurea de la ora 10, laboratoarele joia, iar proiectelea lunea şi marţea, a se vedea orarul la http://aut.utcluj.ro/ pentru sloturile exacte alocate. Examinaţi cu atenţie programul de mai jos pentru a determina când trebuie să fiţi la ore.

Datorită interdependenţelor între cursuri, laboratoare, şi proiecte, a testelor de laborator şi termenelor de proiect, programul real este puţin diferit de cel din orarul oficial. Schimbări notabile:

• În săptămâna 6 nu avem curs şi laborator, iar în săptămâna 13 nu avem proiect (datorită liberelor naţionale).
• Câteva sloturi sunt păstrate ca rezervă pentru testele de laborator şi prezentările de proiecte care nu se încadrează în sloturile obişnuite de laborator şi de proiect.

Cursuri

Prezentările de curs sunt material obligatoriu; ele vor fi scrise suficient de detaliat pentru a oferi o imagine completă şi de sine stătătoare a subiectelor tratate. Prezentările sunt oferite aici la timp pentru fiecare curs, în format PDF.

• Partea 1: Introducere în identificarea sistemelor (PDF).
• Partea 2: Baze matematice: Regresie liniară. Teoria probabilităţilor şi statistică (PDF).

În timpul fiecărui curs, la un moment aleator de timp, se vor aplica scurte chestionare pentru a testa cunoştinţele din cursul respectiv. Trebuie aşadar să fiţi atenţi la curs. Dacă răspundeţi corect la toate întrebările, primiţi 1 punct la notă; scorurile mai mici sunt scalate liniar între 0 şi 1 puncte. Chestionarele folosesc platforma ClassMarker. O listă de adrese de e-mail va fi colectată în prealabil şi veţi fi invitat în această platformă.

Pe lângă prezentările de mai sus, se pot consulta opţional următoarele cărţi:

• T. Soderstrom, P. Stoica. System Identification. Prentice Hall, 1989. Textul complet este disponibil online la: http://user.it.uu.se/~ts/bookinfo.html. Această carte formează baza cursului.
• L. Ljung, System Identification: Theory for the User, ed. 2, Prentice Hall, 1999. O carte avansată pentru masteranzi sau doctoranzi.

Logistică şi platformă

Laboratoarele vor fi ţinute în Matlab. Descrieri PDF ale laboratoarelor sunt date aici.

Soluţiile laboratoarelor sunt necesare începând cu laboratorul 2. Nu este suficientă participarea la laborator pentru marcarea prezenţei; este nevoie şi de o soluţie completă, funcţională, şi originală. Felul în care se verifică aceste lucruri este descris mai jos. Cel mult două laboratoare se pot recupera înainte de examen, aşadar acumularea a trei sau mai multe laboratoare lipsă duce la ineligibilitate pentru examen. Maximum un laborator copiat se poate recupera de-a lungul întregului an; două sau mai multe laboratoare copiate invalidează disciplina.

Fiecare student rămâne în semigrupa lui pentru activităţi, de exexmplu nu puteţi accesa testul la laborator decât dacă sunteţi prezenţi la laboratorul semigrupei.

Chestionare de laborator

Fiecare laborator cu excepţia primului începe cu un scurt chestionar de 2 minute conţinând două intrebări, care testează materialul de curs relevant pentru laboratorul curent. Dacă răspundeţi corect la toate întrebările pentru toate laboratoarele, primiţi 1 punct la notă; scorurile mai mici scalează liniar, ca şi pentru chestionarele de curs. Aşadar, trebuie să veniţi pregătiţi la laborator.

Termen limită, verificarea laboratoarelor, şi bonus pentru finalizarea laboratorului la timp

Validarea faptului că laboratorul este complet şi funcţional, precum şi un prim test de originalitate, se realizează în timpul unei discuţii cu asistentul de laborator. Vom pune întrebări amănunţite pentru a ne asigura că studentul este sursa codului (şi nu, de exemplu, ChatGPT). Dacă nu răspundeţi cu succes la aceste întrebări, laboratorul poate fi deja declarat copiat în această etapă. Dacă treceţi de această etapă de validare, vi se permite să vă trimiteţi soluţia printr-un assignment pe Teams (va exista câte un assignment per laborator).

Preferăm foarte mult ca studenţii să valideze laboratorul şi să îl încarce pe Teams în timpul intervalului nominal de 2 ore. Pentru a promova acest lucru, pentru fiecare laborator care îndeplineşte această condiţie, studentul care îl trimite primeşte un bonus de 0.1 puncte la nota finală.

Termenul final pentru validarea şi trimiterea laboratorului este joia din săptămâna care urmează cea în care are loc fiecare laborator, ora 23:59. După aceea, assignmentul este închis.

Odată ce assignmentul se închide, soluţiile fiecărui laborator sunt trecute printr-o verificare automată antiplagiat pentru a descoperi cazurile de copiere între studenţi. Fiecare caz suspect este examinat de către profesori, iar dacă este clar că laboratorul este copiat, atât laboratorul sursă, cât şi cel destinaţie sunt marcate ca fiind copiate.

După cum menţionam mai sus, impunem şi o regulă "cartonaş galben/roşu": primul laborator copiat este invalidat şi îl puteţi recupera la final, dar al doilea laborator copiat invalidează setul complet de soluţii, şi disciplina trebuie recontractată anul viitor.

Sistem real - motor de curent continuu

Descrierile laboratoarelor

• Lab 1: (Re)introducere în Matlab. Utilizarea sistemului DC motor (PDF) -- un exerciţiu pentru refamiliarizarea cu programarea în Matlab, şi simultan pentru a învăţa cum se foloseşte sistemul de motor DC (vezi şi ghidul de mai sus). Pentru o scurtă introducere în Matlab, puteţi folosi următorul document (cu mulţumiri Paulei Raica pentru permisiunea de a-l folosi): ST_Lab1.pdf. Puteti de asemenea folosi tutorial-ul de Matlab automat, cu multumiri lui Tassos Natsakis.
• Lab 2: Regresia liniară pentru aproximarea funcţiilor (PDF). Fişierele de date sunt: #1, #2, #3, #4, #5, #6, #7, #8, #9, #10, #11, #12, #13, #14, #15, #16.

• 6 puncte: refacerea unei soluţii de laborator, eventual parţială, dintre: regresia liniară, analiza în domeniul timp, analiza de corelaţie. ARX rămâne pentru testul 2.
• 4 puncte: individual cu fiecare student, câteva întrebări fie despre codul dezvoltat, fie pentru cunoştinţele de nivel mai înalt despre metoda primită.

Nota de la fiecare test se adaugă cu o pondere de 0.15 la nota finală, indiferent de valoarea sa.

Proiect

Descrierea proiectului (PDF) explică subiectul, regulile, şi termenele limită; citiţi această descriere atent. O descriere detaliata a metodei de regresie liniara necesara pentru prima parte a proiectului poate fi gasita in cursul 2 (pentru moment linkul este înspre cursul de anul trecut).

Sunt disponibile şi ghiduri pentru scrierea unui raport ştiinţific, şi pentru crearea şi susţinerea prezentării (ultimul doar în engleză). Nu vom folosi rapoarte anul acesta, dar multe dintre principiile din ghidul de raport se aplică şi prezentărilor.

Comentariile, sugestiile, întrebările legate de curs sau de website sunt binevenite; reponsabilul de curs sau asistenţii pot fi contactaţi via Teams sau email.