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Modulnummer:
| 13232
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| Modultitel: | Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme |
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Modeling and Simulation of Dynamic Systems
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| Einrichtung: |
Fakultät 3 - Maschinenbau, Elektro- und Energiesysteme
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| Verantwortlich: | -
Prof. Dr.-Ing. Döring, Daniela
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| Lehr- und Prüfungssprache: | Deutsch |
| Dauer: | 1 Semester |
| Angebotsturnus: |
jedes Sommersemester
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| Leistungspunkte: |
6
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| 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
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| Empfohlene Voraussetzungen: | - Mathematik 2, Modul 11832
- Grundlagen der Regelungstechnik, Modul 13227
- Einführung in die Programmierung, Modul 11830
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| Zwingende Voraussetzungen: | keine |
| Lehrformen und Arbeitsumfang: | -
Vorlesung
/ 2 SWS
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Übung
/ 1 SWS
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Projekt
/ 1 SWS
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Selbststudium
/ 120 Stunden
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| 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
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| Modulprüfung: | Continuous Assessment (MCA) |
| Prüfungsleistung/en für Modulprüfung: | - 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%)
Anzahl und Umfang der Projekte wird zu Beginn der Lehrveranstaltung bekanntgegeben. |
| Bewertung der Modulprüfung: | Prüfungsleistung - benotet |
| Teilnehmerbeschränkung: | keine |
| Zuordnung zu Studiengängen: | -
Bachelor (universitär) /
Elektrotechnik /
PO 2022
-
Bachelor (universitär) - Duales Studium, ausbildungsintegrierend /
Elektrotechnik - dual /
PO 2022
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Bachelor (universitär) - Duales Studium, praxisintegrierend /
Elektrotechnik - dual /
PO 2022
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Bachelor (universitär) /
Medizintechnik /
PO 2022
-
Bachelor (universitär) - Duales Studium, praxisintegrierend /
Medizintechnik - dual /
PO 2022
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| Bemerkungen: |
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| 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)
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| Veranstaltungen im aktuellen Semester: | |
