Systemmodellierung

Kursnummer:

Dozent:

Studiengang:

Trimester:

Lesitungspunkte:

Qualifikationsziele:

Inhalte:

MB05901

Prof. Dr.–Ing. R. Ostwald

Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen

WT

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Die Studierenden
• kennen und verstehen, wie Systeme des Maschinenbaus (basierend auf den aus den vorangegangenen Pflichtfächern bekannten physikalischen Phänomenen (mechanisch, elektrisch, thermodynamisch)) mit Hilfe von Differentialgleichungen beschrieben werden können, und erkennen die Gemeinsamkeiten der Beschreibung trotz unterschiedlicher physikalischer Hintergründe;
• verstehen die Unterschiede der Modellierung von Systemen mit verteilten und mit konzentrierten Parametern;
• sind in der Lage, einfache physikalische Systeme mit konzentrierten Komponenten mathematisch zu beschreiben, Aufbau und Wirkungsweise grafisch darzustellen und die Systeme hinsichtlich der Systemdynamik (Schwingung, Stabilität, Dämpfung etc.) zu analysieren;
• kennen rechnerbasierte Werkzeuge zur Modellierung und Simulation von Systemen mit konzentrierten Parametern;
• kennen die Modellierung ereignisdiskreter Systeme mit Hilfe von Zustandsautomaten;
• sind in der Lage, einfache kontinuierliche Systeme mathematisch zu beschreiben und zu analysieren;
• kennen rechnerbasierte Werkzeuge zur Modellierung und Simulation von kontinuierlichen Systemen

• Grundlagen der Modellbildung technischer Systeme (Abstraktion, Vorgehensweise, Modellformen);
• Einführung in die ereignisdiskrete Modellierung technischer Systeme, Beschreibung und Analyse ereignisdiskreter Systeme mit Hilfe von Zustandsautomaten;
• Beschreibung von Systemen mit Hilfe von Signalen (Wirkungen) zwischen Teilsystemen, Blockschaltbild;
• Beschreibung von kontinuierlichen dynamischen Systemen durch Differentialgleichungen (am Beispiel mechanischer, elektrischer, thermischer, strömungstechnischer und chemischer Vorgänge), Zustandsraumdarstellung, kompositionale Modellbildung;
• Linearisierung von Systemen um einen Arbeitspunkt;
• Bestimmung des Systemverhaltens durch Lösung der Differentialgleichung und durch Modellierung und Simulation mit Rechnerwerkzeugen (Matlab/Simulink);
• Stabilität technischer Systeme, Stabilitätsanalyse anhand der Eigenwerte der Systemmatrix;
• Transformation in den Bildbereich mit Hilfe der Laplace-Transformation, Umgang mit der Übertragungsfunktion zur Bestimmung von Systemverhalten und Stabilität;
• Beschreibung von kontinuierlichen Systemen aus verschiedenen physikalischen Bereichen durch Differentialgleichungen,Variationsformulierungen und Extremalprinzipen;
• Bestimmung des Systemverhaltens durch Ortsdiskretisierung und Simulation mit Rechnerwerkzeugen