13232 - Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme Modulübersicht

Modulnummer: 13232
Modultitel:Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme
  Modeling and Simulation of Dynamic Systems
Einrichtung: Fakultät 3 - Maschinenbau, Elektro- und Energiesysteme
Verantwortlich:
  • Prof. Dr.-Ing. Döring, Daniela
Lehr- und Prüfungssprache:Deutsch
Dauer:1 Semester
Angebotsturnus: jedes Sommersemester
Leistungspunkte: 6
Lernziele: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
Empfohlene Voraussetzungen:
  • Mathematik 2, Modul 11832
  • Grundlagen der Regelungstechnik, Modul 13227
  • Einführung in die Programmierung, Modul 11830
Zwingende Voraussetzungen:keine
Lehrformen und Arbeitsumfang:
  • Vorlesung / 2 SWS
  • Übung / 1 SWS
  • Projekt / 1 SWS
  • Selbststudium / 120 Stunden
Unterrichtsmaterialien und Literaturhinweise:
  • Vorlesung: Tafel/Beamer
  • Übung:       Tafel/Beamer/Matlab
  • Vorlesungsskript, eLearning 
Literatur
  • 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
Modulprüfung:Voraussetzung + Modulabschlussprüfung (MAP)
Prüfungsleistung/en für Modulprüfung:  Voraussetzung für die Modulabschlussprüfung:
  • Bearbeiten von 5 (technischen) Aufgabenstellungen unter Verwendung des Softwaretools Matlab,
  • schriftliche Auswertung (in Form von Protokollen) aller 5 Projekte (unbenotet)
  • 2 mündliche Referate über die Inhalte zweier Projekte (unbenotet)
Modulabschlussprüfung:
  • Klausur: 120 Min
Bewertung der Modulprüfung:Prüfungsleistung - benotet
Teilnehmerbeschränkung:keine
Zuordnung zu Studiengängen:
  • Bachelor (universitär) / Elektrotechnik / PO 2022
  • Bachelor (universitär) - Duales Studium, ausbildungsintegrierend / Elektrotechnik - dual / PO 2022
  • Bachelor (universitär) - Duales Studium, praxisintegrierend / Elektrotechnik - dual / PO 2022
Bemerkungen:
Veranstaltungen zum Modul:
  • 310504 Vorlesung Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme (13232)
  • 310534 Übung Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme (13232)
  • 310544 Projekt Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme (13232)
  • 310564 Prüfung Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme (13232)
Veranstaltungen im aktuellen Semester:
  • keine Zuordnung vorhanden