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Modellbildung und Simulation - Simulation gemischter Systeme

Aktuelles

Die erste Veranstaltung im Wintersemester 2018/19 findet am 08.10.2018 um 12:15 Uhr im Chemiegebäude/HS 1 statt.

 

Inhalt

Die Vorlesung richtet sich an Studierende der Elektrotechnik oder Informationstechnik und gibt einen Überblick über moderne Verfahren zur Modellbildung und Simulation von elektrischen, thermischen, mechanischen und gemischten Systemen. Die Grundlagen zu Simulationen im Zeit- und Frequenzbereich werden vorgestellt. Anwendungsbeispiele vertiefen das Grundwissen. In den Übungen werden Methoden einstudiert und der praktische Umgang mit wichtigen Simulationstools vermittelt.

 

Die folgenden Themen werden behandelt:

  •     Grundlagen der Simulation
  •     Allgemeine Systembeschreibung (1D, 2D und 3D), Systemreduktion
  •     Statische und dynamische Systeme
  •     Dynamische Systeme, Modellierung durch Differentialgleichungen
  •     Zeit- und Frequenzbereichsbeschreibung
  •     Kausale und nicht-kausale Modellierung
  •     Netzwerksimulation (analog und digital)
  •     Simulation kausaler Systembeschreibungen
  •     Simulation gemischter Systeme (Multi-Domain-Simulation)
  •     Numerische Lösung von Differentialgleichungen
  •     Partielle Differentialgleichungen – FDTD
  •     Modellierungssprachen und Programme für analoge und digitale Systeme (VHDL-AMS, Modelica, Simulink)
  •     Model Order Reduction
  •     Nichtlineare Systeme
  •     Modellbildung mit IBIS
  •     Modellierung eines komplexen Systems am Beispiel eines Hybridfahrzeugsystems
  •     Verhaltensmodelle Netzwerkmodelle
  •     Harmonische Analyse

 

Vorlesung

Dozent Termin Ort Beginn

Prof. Dr.-Ing. Stephan Frei

montags 12:15 - 13:45

C/HS 1

08.10.2018

Prof. Dr.-Ing. Stephan Frei

mittwochs 15:00 - 16:30

SRG/2.008

10.10.2018

 

Übung

Betreuer Termin Ort Beginn

M.Sc. Michael Kiffmeier

M.Sc. Andreas Bendicks

M.Sc. Tobias Dörlemann

M.Sc. Carina Austermann

dienstags 14:15 - 15:45

SRG/1.001 oder
Retina-Pool (P1-01-108)

16.10.2018

Die Poolübungen finden an den folgenden Terminen statt:

  • 16.10.2018 (freiwillige Matlab-Einführung)
  • 30.10.2018
  • 27.11.2018
  • 04.12.2018
  • 15.01.2019

Weitere Termine folgen.

 

Vorlesungs- und Übungsunterlagen

Sämtliche Unterlagen zur Veranstaltung werden im entsprechenden Moodle-Arbeitsraum bereitgestellt. Mit dem Beginn der Veranstaltung stehen die Vorlesungsfolien zum Download bereit. Die Übungsunterlagen werden spätestens eine Woche vor der jeweiligen Übung bereitgestellt. Um für den Moodle-Raum freigeschaltet zu werden, ist eine LSF-Anmeldung für die Veranstaltung "Simulation gemischter Systeme" (Veranstaltungsnummer 080119) notwendig. Innerhalb von 24 Stunden nach der Anmeldung im LSF erfolgt die automatisierte Freischaltung im Moodle-System. Wenden Sie sich bei Problemen an den Ansprechpartner der Veranstaltung.

 

Prüfung

Die Modulprüfung wird als schriftliche Klausur an den folgenden Terminen stattfinden:

Termin 1: 13.02.2019, Maschinenbau - HS 1, 08:00 Uhr

Termin 2: 21.03.2019, Hörsaalgebäude II - HS 5, 16:00 Uhr

 

Zulassungsvoraussetzungen

Für die Teilnahme an der Modulprüfung müssen die folgenden Vorleistungen erbracht worden sein:

  • Erfolgreiche Bearbeitung von vier Präsenz-Programmierübungen (Poolübungen)

 

Zusätzlich ist eine formale Prüfungsanmeldung beim Prüfungsamt  zwingend erforderlich.

 

zugelassene Hilfsmittel

  • keine

 

Sprechstunden

  • Vor oder nach der Vorlesung
  • Freitags 09:00 - 10:00 Uhr, Physik P1-02-210 - bitte vorher per E-Mail anfragen
  • Oder nach Vereinbarung

 

Literatur

Schaltkreissimulation

  • J. Ogrodzki, Circuit Simulation Methods and Algorithms, CRC Press, 1994

Modellierungssprachen

  • Y. Hervé, VHDL-AMS Anwendungen und industrieller Einsatz, Oldenburg, 2006
  • R. Frevert, J. Haase, u.a., Modeling and Simulation for RF System Design, Springer, 2005
  • G. Pelz, Mechatronic Systems – Modelling and Simulation with HDLs, Wiley, 2003
  • M. M. Tiller, Introduction to Physical Modeling with Modelica, Klüwer, 2001
  • S. A. Huss, Model Engineering in Mixed-Signal Circuit Design, Kluwer, 2001
  • K. E. Brenan, S. L. Campbell, L. R. Petzold, Numerical Solutions on Initial-Value Problem in Differential-Algebraic Equations, Siam, 1989
  • 36th Design Automation Conference, Analog and Mixed-Signal Modeling Using the VHDL-AMS Language, New Orleans, 1999

Numerische Feldberechnung - MoM

 

Simulationsprogramme

Einige in der Vorlesung besprochene Simulationsprogramme können hier heruntergeladen werden (Die TU Dortmund ist für den Inhalt externer Links nicht verantwortlich):

 

Frei verfügbare numerische Mathematikprogramme:

Frei verfügbare Schaltungssimulatoren:

VHDL-AMS-Simulatoren:

Modelica-Simulator:



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Kontakt

M. Sc. Michael Kiffmeier
Wissenschaftlicher Angestellter
Tel.: 0231 755-4328
M. Sc. Andreas Bendicks
Wissenschaftlicher Angestellter
Tel.: 0231 755-3033