足球比赛结果大学参议院提案 20-21
建立新的动态系统研究生证书
提交者：机械工程系-工程力学
1。求婚日期：2020 年 5 月 22 日
2。提议联系人和部门：Gordon Parker，约翰和凯西·德雷克机械工程主席，ggparker@mtu.edu
3。主办部门批准：2020 年 5 月 26 日
4。一般说明和特征
4.1。一般说明：动态系统九学分研究生证书的目标是：
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- 吸引对建模、分析感兴趣的工程专业学生来到足球比赛结果 并设计多物理场动态系统。
- 为寻求刷新动力学背景的工程师提供紧凑的序列 并进入先进的概念和应用。
- 指导工程师培养动态系统建模和设计方面的最佳实践技能 使用最先进的分析工具、方法和工作流程。
4.2。目录说明：动态系统证书为分析力学奠定了基础 和多物理场建模，学生可以从中探索适合他们的应用程序 兴趣。该课程结合个人和团队练习来培养技能 使用最先进的分析进行动态系统分析、建模、仿真和设计 工具、方法和工作流程。
5。证书的理由 动态系统仿真在工程中无处不在，对于设计至关重要 在进行昂贵的原型设计和测试之前需要先设计复杂的多物理场系统 [1]。基于模型 用于训练机器学习算法的数据生成是一个快速新兴的领域 [2]。能够评估模型输出的质量需要工程师： 不仅有数学建模基础，还有仿真开发， 验证和确认。完成此序列使学生具备必要的能力 在基于模型的工程中取得成功的技能可以跨工程使用 学科。
动态系统证书将服务于：(1) 希望获得证书的学生 发展动态系统建模和仿真技能作为其专业的一部分 发展和（2）需要多物理场建模的攻读学位的学生和 为他们的研究或对该主题充满热情的学生提供模拟技能。
6。相关节目 可以在线获取多个类似的证书，如下所示。 我们提出的证书的独特之处在于它要求模拟课程，其中 学生不仅学习数值模拟引擎的工作原理，而且还拥有基于项目的 使用现有模拟工具开发实践经验的机会。
- 密歇根州立大学– 计算建模。 12 个学期学分。需要三门课程，其中两门课程 必须来自包含数值方法主题的 6 门课程的列表，其余课程 从 33 门课程列表中选择课程。这提供了极大的灵活性，无需捆绑证书 特定学科。
- 波特兰州立大学– 计算机建模和仿真。 16 个季度学分（12 个学期学分）。完成 四门课程强调供应链应用、仿真架构 线性和非线性系统理论的选修课程。
- 维拉诺瓦大学– 建模和仿真。 15 个学期学分。完成五门课程 所有学生都获得数值方法和有限元分析的背景。学生 然后可以选择多物理场建模、振动或控制系统重点。
7。预计入学人数 提供了证书的核心课程之一，动态系统仿真，MEEM 5730 2020 年春季在线课程，名称为 MEEM 5990。虽然该课程尚未上市，但有 6 名来自不同公司（福特、约翰迪尔等）的在线学生注册。表 图 1 显示了假设采用更积极的营销方法的估计最低目标 部署。招生上限取决于可分配的部分数量 每门课程。
表 1. 按年份估计的最低入学目标。
| 学年 | 预计在校园内招生目标 | 预计上线注册目标 |
| 2020-2021 | 5 | 6 |
| 2021-2022 | 5 | 10 |
| 2022-2023 | 5 | 15 |
| 2023-2024 | 5 | 15 |
| 2024-2025 | 5 | 15 |
8。日程安排计划 校内部分不需要更改课程安排，而在线部分则不需要更改 可以异步实现。
9。课程 此 9 学分证书包含两门 3 学分的必修课程和一门 3 学分的必修课程 选修课。只有三个学分可以达到 4000 的水平。必修课和选修课 下面给出了包含课程描述的列表。预计学生将 与项目顾问合作选择适合他们兴趣和先决条件的课程 技能。
必修课程 - 6 学分 MEEM 5701 中级动力（3cr，秋季）MEEM 5730 动态系统仿真（3cr，春季，2020 年春季作为 MEEM 5990 提供）
选修课程 - 3 学分（选择 1 门课程） MEEM 4450 车辆动力学（3cr，春季）MEEM 4775 反馈控制系统的分析与设计（4cr，秋季）MEEM 5702 分析振动声学（3cr，秋季）EE/MEEM 5715 线性系统理论与分析（3cr，秋季）
10。课程说明
MEEM 5701 – 中级动力学 – 3 学分工程动力学多个主题的中级研究，包括三维 运动学和动力学、广义坐标、拉格朗日方程和汉密尔顿方程 原则。使用计算机辅助动态仿真工具来分析动态系统。
MEEM 5730 – 动态系统仿真 – 3 学分 模拟常微分方程描述的动态系统的方法 开发了使用数值积分的方法。量化两者的模拟误差 批量和实时控制系统应用程序与数值一起涵盖 模型验证的优化策略。分析力学高级主题 除了模拟误差分析的理论方面外，还介绍了这些内容。 MATLAB 和 Simulink 用于说明关键概念。
MEEM 4450 – 车辆动力学 – 3 学分本课程将开发预测性能所需的模型和技术 公路车辆在起步、制动、行驶和转向操作过程中的性能。主题 涵盖的内容包括：加速和制动性能、动力传动系架构、 车辆操控、悬架建模、轮胎模型和转向控制。 MATLAB， Adams Car 和 Amesim 将用作计算工具。
MEEM 4775 反馈控制系统的分析与设计 – 3 学分 本课程涵盖控制系统设计主题。课程包括评论 动力系统建模、稳定性和根轨迹设计。还涵盖控制 频域系统设计、数字控制和非线性基础知识 系统。
MEEM 5702 – 分析振动声学 – 3 学分振动声学系列两门课程中的第一门课程，旨在提供统一的方法 研究噪声和振动。强调声波和结构之间的相互作用。 通过计算工具展示先进的振动概念。讨论波模态 二元性。
EE/MEEM 5715 – 线性系统理论与设计 – 3 学分线性代数概述，现代控制；线性系统的基于状态的设计， 可观测性、可控性、极点配置、观测器设计、稳定性理论 线性时变系统、李亚普诺夫稳定性、最优控制、线性二次 调节器、卡尔曼滤波器、
11。显示完成时间的模型时间表 最短完成时间为两个学期。典型的时间表如下所示。
| 秋季学期 | 春季学期 |
| MEEM 5701 | MEEM 5730 |
| 米姆4775 |
12。图书馆和其他学习资源无
13。教师信息 相关教师以及他们教授的证书课程如下。
安德鲁·巴纳德，MEEM 5702/mechanical/people/faculty/barnard/
杰森·布拉夫，MEEM 5702/mechanical/people/faculty/blough/
马云，MEEM 4450
戈登·帕克，MEEM 4775，MEEM 5701，MEEM 5730，MEEM 5715/mechanical/people/faculty/parker/
韦恩·韦弗，MEEM 4775，MEEM 5715/mechanical/people/faculty/weaver/
14。设备无
15。计划费用 向在校学生提供证书无需支付新费用。成本将 在线版本用于 (1) 开发 MEEM 的初始在线内容 5701和(2)调整新软件版本和示例的在线内容。这些费用 假设各院系的学费回报不减少，就可以满足。
16。空间无
17。政策、法规和规则无
18。认证要求足球比赛结果获得高等教育委员会 (HLC) 的认可：/provost/accreditation/hlcommission/拟议的证书不需要额外的认证，并且符合 HLC 标准 3 和 4。
19。实施日期 2021 年春季
20。评估下面列出了证书的研究生学习目标 (GLO)。
1。给定动态系统的物理描述能够：
a。使用刚体运动学概念，创建一组合适的广义坐标
b。建立系统的完整和非完整约束方程
c。创建其微分方程模型以及任何类似能量的守恒方程， 使用拉格朗日方程。
d。创建可验证的、基于组件和基于信号的数值模型
2。通过书面项目报告传达动态系统分析过程， 包括：假设陈述、运动方程推导、守恒列表 数量、数值模型架构的合理性以及验证数值所采取的步骤 结果。
21。参考文献1。 HPC 员工内部。 “航空航天通过建模和仿真向前发展。”里面 HPC，2019 年 5 月 14 日。网络。 2020 年 4 月 24 日。.
2。 A.、L. Fumagalli 和 I. Roda，“仿真在工业工程中的作用：焦点 论制造系统”，IFAC 在线论文。 （2018）：496：501。
部门批准：2020 年 5 月 26 日工程学院批准：2020 年 5 月 28 日
2020 年 10 月 28 日