Modellbildung und Simulation (MT)
| Modulname: | Modellbildung und Simulation |
| Modulnummer: | EuI-MT-E-MoSiM, 9. Semester (WPF 3/2/1) |
| Lehrbeauftragte: | Dr.-Ing. E. Dueblenk |
| Anmeldung/Downloads: | OPAL-Kurs |
| Ankündigung im WS2026/27 - Modellbildung und Simulation (MT) | |||
| Vorlesung | montags dienstags, 1.WO |
4. DS 4. DS |
BAR/0106/H N63/A001/U |
| Übung | mittwochs | 4. DS | BAR/0106/H |
| Praktikum | donnerstags wie im OPAL-Kurskalender! | 4.DS | BAR/0I88/U |
| Beginn | 12. 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 Simulation
- 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 sowie Verwendung verschiedener numerischer Verfahren zur Durchführung von Experimenten mit den 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 drei Studierenden,
- die Aufgaben und Abgabetermine im OPAL-Kurs,
- Gruppeneinschreibung: 12.10. -01.11.2026 im OPAL-Kurs,
- eine Aufgabe wird verteidigt.
Beispiele, Demos:
-
Aufgabensammlung "Simulationstechnik" mit Übungsaufgaben und Klausuraufgaben, teilweise mit Lösungen,
- Beispiele, Modelle und Demoprogramme,
- zugänglich über den OPAL-Kurs.
Prüfung:
- Klausurarbeit (schriftlich), 180 min, mit speziellen Rechen- und Erklärungsaufgaben.
- Komplexe Leistung.
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