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Course Type (SWS)
Lecture: 2 │ Exercise: 2 │ Lab: 0 │ Seminar: 0
Exam Number: ZKB 40014
Type of Lecture:

Lecture: presentation of PowerPoint slides with supplemental calculations worked out on a tablet

Exercises: step-by-step solution of examples of technical/dynamical systems using a tablet

Computer exercises: practical application of simulation software like Matlab/Simulink and Dymola for modeling and simulation of technical/dynamical systems examples

Language: English
Cycle: WS
ECTS: 5
Exam Type Written Exam (120 min.)
assigned Study Courses
assigned People
assigned Modules
Information
Beschreibung:

Die Veranstaltung behandelt die fortgeschrittene Modellbildung und Simulation technischer Systeme (Vorlesung) und Anwendungen (Übung). Inhalte im Einzelnen:
Definitionen, Begriffsbildung
Domänen-spezifische und domänen-übergreifende Methoden in verschiedenen technischen Bereichen (z.B. Mechanik, Hydraulik, Elektrik, Elektronik),
Methoden zur Modellierung mechatronischer Systeme,
Modellierung von Systemen mit konzentrierten und verteilten Parametern, Fortgeschrittene Verfahren zur Lösung differentieller und differential-algebraischer Gleichungen,
Analyse linearer Systeme,
Stabilität mechatronischer Systeme,
Simulation mit objekt-orientierten Simulationssprachen,
Lineare und nichtlineare Identifikation von Parametern und Optimierung,
Anwendung von Matlab/Simulink und Dymola Anwendungen

Lernziele:

Die Studierenden werden durch die Vorlesung in die Lage versetzt, geeignete mathematische Methoden zur Simulation mechanischer und mechatronischer Systeme kompetent auszuwählen und anzuwenden. Diese Fähigkeiten sind für die Erreichung der Ziele des Studiengangs Computational Mechanics unverzichtbar. Die Studierenden sind fähig, diese Methoden auch auf komplexe Probleme, die im Fokus des Studienganges stehen, erfolgreich anzuwenden. Sie sind weiterhin in der Lage, Simulationsergebnisse korrekt zu interpretieren und zu diskutieren sowie ihre Relevanz und Gültigkeit für das gegebene Problem zu beurteilen. Im Rahmen von Übungen und Praktika gewinnen sie praktische Erfahrungen bei der Anwendung der erlernten Techniken auf studiengangrelevante Problemstellungen unter Verwendung handelsüblicher Ingenieurs-Software wie Matlab/Simulink und Dymola. Weiterhin beherrschen sie Methoden zur Identifikation von Systemparametern und zur Optimierung mechanischer und mechatronischer Systeme.

Literatur:

- F.E. Cellier: Continuous System Modeling, Springer Verlag, 1991
- M. Hermann: Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen. München, Wien: Oldenbourg, 2004
- H. Bossel : Systemdynamik. Braunschweig, Wiesbaden: Vieweg, 1987
- D. Möller: Modellbildung, Simulation und Identifikation Dynamischer Systeme, Springer-Lehrbuch, 1992
- P. Fritzson: Principles of Object-Oriented Modelling and Simulation with Modellica
- Slides and handouts in both English and German

Vorleistung:
Infolink:
Bemerkung:
Description:

The lecture is dedicated to the modeling and simulation of mechanical and mechatronic systems within the lecture and the application within hands-on exercises. The specific course contents are as follows: - definitions and conceptions - domain specific and domain independent modeling methods in different technical domains (e.g. mechanical, hydraulic, electric, electronic) - modeling of mechatronic systems - modeling of systems with concentrated and distributed parameters - set up and advanced solution methods for ordinary differential equations and differential-algebraic equations - analysis of linear systems - modal analysis - stability of mechatronic systems - linear and non-linear parameter identification and optimization methods - introduction in the application of Matlab/Simulink and Dymola applications

Learning Targets:

The students will be able to appropriately choose and apply mathematical methods to efficiently set up versatile simulation models of complex mechanical and mechatronic systems which is one of the key abilities needed in the related study program computational mechanics. They will be able to apply these methods to a variety of complex problems in the focus of the study program. Furthermore, they will be in a position to interpret and discuss simulation results and to judge the relevance of the solution to the problem at hand. During the lecture they gain hands on experience in applying the methods learned using standard engineering software like Matlab/Simulink and Dymola. In addition students know how to identify and optimize parameters of mechanical and mechatronic systems.

Literature:

- F.E. Cellier: Continuous System Modeling, Springer Verlag, 1991
- M. Hermann: Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen. München, Wien: Oldenbourg, 2004
- H. Bossel : Systemdynamik. Braunschweig, Wiesbaden: Vieweg, 1987
- D. Möller: Modellbildung, Simulation und Identifikation Dynamischer Systeme, Springer-Lehrbuch, 1992
- P. Fritzson: Principles of Object-Oriented Modelling and Simulation with Modellica
- Slides and handouts in both English and German

Pre-Qualifications:
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