Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme
Titel auf Englisch: Modeling and Simulation of Dynamic Systems
Lernergebnisse
Die Studenten sollen ein Überblickswissen der Grundlagen der mathematischen Modellbildung und Simulation technischer Systeme erhalten. Im Besonderen werden Softwaresimulationen mit Matlab durchgeführt. Im Detail werden Simulationen des Zustandsraumes durchgeführt. Darüber hinaus erfolgt eine Einführung in die Problematik der Petrinetze (Stateflow), in die Theorie der Fuzzy-Systeme und Fuzzy-Regelungen sowie in die Grundlagen der künstlichen Intelligenz (neuronalen Netze). Daneben werden bei den Studierenden Sozialkompetenzen wie Kooperationsfähigkeit, Beratungs-, Führungs- und Kooperationskompetenz sowie weitere individuelle Kompetenzen wie Sorgfalt, Ausdauer, Neugierde, Eigeninitiative gefördert.
Inhalte
- Einführung in die Grundlagen von Matlab und Simulink
- Systemtheoretische Grundlagen, Mathematische Modellbildung technischer und nichttechnischer Systeme
- lineares und nichtlineares Zustandsraummodell
- analytische und rechentechnische Lösung der Zustandsvektordifferentialgleichung
- Approximation der Transitionsmatrix (Fundamentalmatrix)
- Transformation der Transitionsmatrix auf Diagonalform - Zustandsregelung und Zustandsbeobachter - Simulation mit Matlab
- Einführung in die Control-System Toolbox
- Ereignisdiskrete Systeme (Petrinetze), (Stateflow Toolbox)
- Einführung in die Fuzzy-Theorie (Fuzzy Logic Toolbox)
- numerische Lösung von Differentialgleichungen (Euler-, Heun- Simpson, Runge-Kutta-Verfahren)
- Einführung in die neuronalen Netzwerke
Voraussetzungen
Prüfungsmodalitäten
- Ein Testat 80 Minuten (75%)
- Bewertung von 3-4 Projekten und deren Dokumentation im Umfang von 10-30 Seiten sowie einer Präsentation von ca. 20 Minuten (25%)
Angeboten in
- ElektrotechnikBachelor
Wahlpflichtkomplex: Kein Komplex genannt
- Elektrotechnik - dual—
Wahlpflichtkomplex: Kein Komplex genannt
- MedizintechnikBachelor
Wahlpflichtkomplex: Kein Komplex genannt
| Studiengang | Abschluss | Wahlpflichtkomplex |
|---|---|---|
| Elektrotechnik | Bachelor | Kein Komplex genannt |
| Elektrotechnik - dual | — | Kein Komplex genannt |
| Medizintechnik | Bachelor | Kein Komplex genannt |
Literatur und Materialien
- Vorlesung: Tafel/Beamer
- Übung: Tafel/Beamer/Matlab
- Vorlesungsskript, eLearning
- Angermann, A.; Beuschel, M. et al.: Matlab-Simulink-Stateflow, 10. Auflage, De Gruyter Oldenbourg Verlag, 2020
- Scherf, H., Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme, 1. Auflage, München, Oldenbourg Verlag, 2010
- Biran, A. und Breiner M.: Matlab für Ingenieure, AddisonWesley,1995
- Hoffmann, J.: Matlab und Simulink, Addison-Wesley, 1998
- Pietruszka, W.-D.: MATLAB und Simulink in der Ingenieurpraxis, Teubner Verlag, 2006
Bewertungen von Studierenden
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