Elemente der Modellbildung und Simulationstechnik (MT)
| Modulname: | Entwurfstechniken Grundlagen |
| Modulnummer: | MT-M07-G, 8. Semester (WPF 2/1/0) |
| Lehrbeauftragte: | Prof. Dr. techn. K. Janschek, Dr.-Ing. E. Dueblenk |
| Anmeldung/Downloads: | weiter zu OPAL |
| Ankündigung im SS2025 - Elemente der Modellbildung und Simulationstechnik | |||
| Vorlesung | montags | 3. DS | BAR/106/H |
| Übung | donnerstags | 4. DS | TOE/317/H |
| Praktikumseinschreibung | freiwillig, siehe unten | ||
| Beginn | 07. 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: (Im Rahmen eines Selbststudiums, freiwillig)
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: 07.04. - 04.05.2024 auf der Seite des OPAL-Kurses,
- Eine Aufgabe wird im Kolloquium verteidigt.
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