Titel
Title
| Modellierung, Simulation und Regelung technischer Systeme |
Modulcode
Module Code
| MSCT |
Modulverantwortliche
Responsible Members of Staff
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Kompetenzziele des Moduls
Module Competence Goals
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Auf der Basis der im Bachelor-Studium erworbenen Grundkenntnisse werden die Studierenden in diesem Modul vertieft in die drei genannten und eng verbundenen Gebiete eingeführt. Dabei wird mithilfe mathematischer Methoden eine Abstraktionsebene vorgestellt, die dazu dient, domänenübergreifend Modelle technischer Systeme zu entwerfen und deren Simulation durchzuführen. Des Weiteren werden über das elementare Basiswissen des Ingenieurs hinausgehende Methoden und Verfahren der Regelungstechnik behandelt. Alle Inhalte werden dabei mit intensiver Nutzung von Computerunterstützung vermittelt, so dass die direkte Umsetzung der theoretischen Ansätze realisiert wird.
Nach erfolgreichem Abschluss dieses Moduls sind die Studierenden in der Lage, für unterschiedlichste technische Systeme eine Modellbildung im mathematischen Sinne durchzuführen, die Modelle auf einem Digitalrechner zu simulieren und die Simulationsergebnisse auf Plausibilität und Richtigkeit zu überprüfen. Des Weiteren können die Studierenden für komplexe lineare dynamische Systeme Regelungen entwerfen und diese in einer Rechnersimulation nachbilden und bewerten. | Starting from the basic knowledge of bachelor degree graduates a more detailed view on the three topics modelling, simulation and control will be presented to the students. Based on mathematical methods a level of abstraction will be introduced that allows to develop multi-domain models of technical systems and to carry out simulations on digital computers. Above that, methods and procedures will be discussed dealing with higher level feedback control techniques. All theoretical parts of the course are to be accompanied by direct practising on digital computers.
After successful completion of this course the students will be able to find mathematical models for a range of diverse technical systems as well as to simulate those models on digital computers and to evaluate the results. Furthermore, graduates will be capable to design closed loop controllers for complex linear dynamic systems and to simulate and evaluate the closed loop systems on a computer. |
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Lehrinhalte
Content
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| * Modellbildung
- Begriffsklärung System / Modell / Objekte
- Domänenspezifische Modellierung
- Analogiebildung
- Arten der Modellbeschreibung
* Simulationstechnik
- Zustandsraummodelle als Basis der Simulation
- DE- und DAE-Modelle
- Diskretisierung und numerische Integrationsverfahren
- Signalorientierte Simulationswerkzeuge
- Objektorientierte Simulationswerkzeuge
* Regelungstechnik
- Wiederholung grundlegender Begriffe und Verfahren
- Stabilität dynamischer Systeme
- Zustandsreglung linearer Systeme
- Zeitdiskrete Regelung
- Verfahren zur Reglersynthese | * Modelling
- Concepts of system / model / object
- Domain-specific modelling
- Analogies
- Types of models
* Simulation techniques
- State space modelling as a base of simulation
- DE and DAE models
- Discretisation and numerical integration
- Signal-oriented simulations
- Object-oriented simulations
* Closed loop control
- Refreshment of concepts and methods
- Stability of dynamic systems
- State-space control of linear systems
- Time-discrete closed loop control
- Controller design methods |
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Lehrende
Lecturers
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Lehr- und Lernmethoden
Teaching Format
| Seminaristischer Unterricht (SU) |
Lernform
Study Format
| Präsenzstudium, angeleitetes Selbststudium |
Prüfungsform
Examination
| Klausur nach Prüfungsordnung |
Prüfungsdauer
Test Duration
| 90 Minuten |
Voraussetzungen für die Teilnahme
Required Experience
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Siehe aktuelle
Prüfungsordnung
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Verwendbarkeit
Applicability
| Grundlage für etliche folgende Module |
Studentische Arbeitsbelastung
Hours
| 56 + 124 |
Präsenzstudium
Contact Hours per week
| 56 |
Selbststudium
Self Study Hours
| 124 |
ECTS-Leistungspunkte
ECTS-Credits
| 6 |
Häufigkeit des Angebotes
Frequency
| 1 Mal pro Studienjahr im 1. Semsester / Wintersemester |
Sprache
Language
| Deutsch |
Bemerkungen
Comments
| keine Bemerkung |
Literatur
Literature
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Die aktuellen Literaturlisten werden zu Beginn des Semesters verteilt.
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Angebot
Courses
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| Semester | Studiengang | SWS | Form | Gültigkeitsbeginn | Gültigkeitsende | Wahlpflicht |
| 1 | AT | 4 | Seminar | 2013 | 2100 | Pflichtmodul |
| 1 | MEN | 4 | Seminar | 2023 | 2100 | Pflichtmodul |
| 1 | MM | 4 | Seminar | 2013 | 2100 | Pflichtmodul |
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