Elemente der Modellbildung und Simulationstechnik
| Modulname: | Modellbildung und Simulation |
| Modulnummer: | ET-12 01 05, 6. Semester (PF 2/1/1) |
| Lehrbeauftragte: | Prof. Dr. techn. K. Janschek, Dr.-Ing. E. Dueblenk |
| Anmeldung/Downloads: | weiter zu OPAL |
| Ankündigung im SS2025 - Elemente der Modellbildung und Simulationstechnik | |||
| Vorlesung | xxx | x. DS | HS |
| Übung | xxx | x. DS | HS |
| Praktikumseinschreibung | xxx | ||
| Beginn | x. April 2025 | ||
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: 08.04. - 05.05.2024 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