TUD

Institut für Automatisierungstechnik

Elemente der Modellbildung und Simulationstechnik

Modulname: 
 
Modulnummer: 
ET-12 01 05 
6. Semester, PF 2/1/1 
Lehrbeauftragte: 
 

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 Studenten
  • die Aufgaben und Abgabetermine auf der Austauschplattform (siehe oben)
  • Gruppeneinschreibung: 01.04. - 26.04. über die Austauschplattform (siehe oben)
  • 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 Austauschplattform

Prüfung:

  • schriftlich, 120 min
  • spezielle Rechen- und Erklärungsaufgaben zu Modellbildung und Simulationstechnik

Vorausgesetzte Kenntnisse:

Vordiplom

Stand: 28.02.2019 15:52
Autor: Webmaster IFA