Modellbildung und Simulation in der Elektrotechnik

Modulname:	Modellbildung und Simulation in der Elektrotechnik
Modulnummer:	EuI-ET-C-MoSiE  5. Semester (PF 3/2/0)
Lehrbeauftragte:	Prof. Dr. techn. K. Janschek, Dr.-Ing. E. Dueblenk
Anmeldung/Downloads:	weiter zu OPAL

Ankündigung im WS2026/27 - Modellbildung und Simulation in der Elektrotechnik
Vorlesung	xx	xx	xx
Übung	xx	xx	xx
Praktikumseinschreibung	xx
Beginn	xx. Oktober 2027

Ziel des Lehrfaches

Vermittlung grundlegender Kenntnisse und Fertigkeiten zur Modellbildung und zur rechnergestützten Simulation von technischen Systemen.

Inhalt des Lehrfaches

Vorlesungen:

Elemente der physikalischen Modellbildung

• Energiebasierte Modellierungsparadigmen (Euler-Lagrange),
• Torbasierte Modellierungsparadigmen (verallgemeinerte Kirchhoffsche Netzwerke),
• Signalbasierte Modellierungsparadigmen (z.B. MATLAB/Simulink),
• Physikalisch objektorientierte Modellierungsparadigmen (z.B. Modelica).

Elemente der Simulationstechnik

• Numerische Integration von gewöhnlichen Differenzialgleichungssystemen (ODE): explizite vs. implizite Verfahren, Stabilität, Fehlerschätzung, Schrittweitensteuerung, steife Systeme, lineare Systeme,
• Numerische Integration von differenzialalgebraischen Gleichungssystemen (DAE),
• Unstetigkeiten,
• Modulare Simulation (signalorientiert vs. objektorientiert),
• Stochastische Prozesse.

Übungen:

Anhand ausgewählter technischer Anwendungsbeispiele werden unterschiedliche Ansätze zur Gewinnung von mathematischen Modellen und den daraus abgeleiteten Simulationsmodellen trainiert.

Praktikum:

Auf der Basis ausgewählter technischer Anwendungsbeispiele werden die Anwendung der grundlegenden Simulationstechniken und die Handhabung kommerzieller Simulationspakete am Rechner trainiert (MATLAB/Simulink).

• Aufgaben zum selbständigen Lösen und Programmieren (MATLAB/Simulink),
• Gruppen zu je vier Studierenden,
• die Aufgaben und Abgabetermine auf der Seite des OPAL-Kurses,
• Gruppeneinschreibung: 13.04. - 08.05.2026 auf der Seite des OPAL Kurses,
• Eine Aufgabe wird im Kolloquium verteidigt,
• Note (geht mit 25% in die Modulnote ein).

Beispiele, Demos:

• Aufgabensammlung "Simulationstechnik" mit Übungsaufgaben und Klausuraufgaben, teilweise mit Lösungen,
• Beispiele, Modelle und Demoprogramme,
• zugänglich über die Seite des OPAL-Kurses.

Prüfung:

• schriftlich, 120 min,
• spezielle Rechen- und Erklärungsaufgaben.

Vorausgesetzte Kenntnisse:

• Vordiplom.

Referenz

Systementwurf mechatronischer Systeme
Methoden - Modelle - Konzepte
Janschek, Klaus
2010, 842 S. 387 Abb., Geb.
ISBN: 978-3-540-78876-8
Springer