Modellbildung und Simulation

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
Vorlesung	xx	xx	xx
Übung	xx	xx	xx
Beginn	xx. Oktober 2026

Ziel des Lehrfaches

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

Inhalt des Lehrfaches

Vorlesungen:

Elemente der multiphysikalischen Modellbildung für elektromechanische Systeme 

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

Elemente der physikalischen Modellbildung für mechanische Systeme in der Technischen Mechanik - Dynamik

• Kinematik und Kinetik des Massepunktes,

• Kinematik und Kinetik des Massepunktsystems.

• Kinematik und Kinetik von Starrkörpern.

• Kinetik des Starrkörpers bei (beliebiger) räumlicher Bewegung.

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.

Beispiele, Demos:

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

Prüfung:

• Klausurarbeit (schriftlich), 180 min, mit speziellen 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