Technische Universität Ilmenau

Simulation - Modultafeln of TU Ilmenau

The Modultafeln have a pure informational character. The legally binding information can be found in the corresponding Studienplan and Modulhandbuch, which are served on the pages of the course offers. Please also pay attention to this legal advice (german only). Information on place and time of the actual lectures is served in the Vorlesungsverzeichnis.

module properties 1400 - common information
module number1400
departmentDepartment of Computer Science and Automation
ID of group 2212 (Group Simulation and Optimal Processes)
module leaderProf. Dr. Christoph Ament
requirements

Das Modul besteht aus einer wöchentlichen Vorlesung (2V), einem 14täglichen Seminar (1S) und einem Praktikum mit 3 Versuchen (1P). Vor der Modulprüfung muss das Praktikum absolviert sein. Die Prüfung erfolgt mündlich.

learning outcome

Die Hörer und Hörerinnen kennen Modellansätze zur Beschreibung technischer Prozesse oder gemessener Signalverläufe und können diese Modelle auf Basis von Messdaten offline oder online identifizieren.  Sie verstehen die Methoden und Algorithmen zur Identifikation und Analyse dynamischer Systeme und können diese in Bezug auf ein konkretes Projekt bewerten, auswählen und anpassen.

Details in major Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013
module nameSimulation
credit points2
Obligationobligatory
certificate of the module Individual achievements or exams
details of the certificate
subject properties subject number 1400 - common information
subject number1400
departmentDepartment of Computer Science and Automation
ID of group2212 (Group Simulation and Optimal Processes)
subject leaderProf. Dr. Pu Li
languageDeutsch
term Sommersemester
previous knowledge and experience

Grundlagen der Mathematik, Physik, Elektrotechnik und Mechanik

learning outcome

Die Studierenden können Grundbegriffe der Modellierung und Simulation und die historische Einordnung der analogen Simulation im Vergleich zum Schwerpunkt der Veranstaltung, der digitalen Simulation zeitkontinuierlicher und zeitdiskreter Systeme, darlegen. Sie sind in der Lage, Simulationsaufgabenstellungen zu bewerten und eine systematische Herangehensweise an die Problemlösung anzuwenden. Die Studierenden testen und beurteilen sowohl die blockorientierte, die zustandsorientierte als auch die objektorientierte Simulation einschließlich der Spezifika, wie z.B. numerische Integrationsverfahren, physikalische Modellierung. Durch vorgestellte Simulationssprachen, -systeme und -software (MATLAB/Simulink, Modelica, OpenModelica) können die Studierenden typische Simulationsaufgaben bewerten und entwickeln. In einem Hausbeleg weist jeder Studierende seine Fähigkeit nach, eine Simulationsaufgabe zu lösen und auszuwerten.

content

Einführung: Einsatzgebiete, Abgrenzung, Rechenmittel, Arbeitsdefinition, Systematik bei der Bearbeitung von Simulations- und Entwurfsaufgaben; Systembegriff (zeitkontiniuerlich (ODE- und DAE-Systeme), zeitdiskret, qualitativ, ereignis-diskret, chaotisch) mit Aufgabenstellungen ; Analoge Simulation: Wesentliche Baugruppen und Programmierung von Analogrechnern, Vorzüge und Nachteile analoger Berechnung, heutige Bedeutung; Digitale Simulation: blockorientierte Simulation, Integrationsverfahren, Einsatzempfehlungen, algebraische Schleifen, Schrittweitensteuerung, steife Differenzialgleichungen, Abbruchkriterien; zustandsorientierte Simulation linearer Steuerungssysteme; physikalische objektorientierte Modellierung und Simulation; Simulationssprachen und -systeme: MATLAB (Grundaufbau, Sprache, Matrizen und lineare Algebra, Polynome, Interpolation, gewöhnliche Differenzialgleichungen, schwach besetzte Matrizen, M-File-Programmierung, Visualisierung, Simulink, Toolboxen, Beispiele); Einführung in die objektorientierte Modellierungssprache Modelica und das Simulationssystem OpenModelica (Merkmale, Modellierungsumgebung, Bibliotheken, Beispiele, Optimierung)

media of instruction

Präsentation, Vorlesungsskript, Tafelanschrieb, Übungen im PC-Pool, Hausbeleg am PC

literature / references

Biran, A., Breiner, M.: MATLAB 5 für Ingenieure, Addison-Wesley, 1999.

Bossel, H.: Simulation dynamischer Systeme, Vieweg, 1987.

Bossel, H.: Modellbildung und Simulation, Vieweg, 1992.

Bub, W., Lugner, P.: Systematik der Modellbildung, Teil 1: Konzeptionelle Modellbildung, Teil 2: Verifikation und Validation, VDI-Berichte 925, Modellbildung für Regelung und Simulation, VDI-Verlag, S. 1-18, S. 19-43, 1992.

Cellier, F. E.: Coninuous System Modeling, Springer, 1991.

Cellier, F. E.: Integrated Continuous-System Modeling and Simulation Environments, In: Linkens, D.A. (Ed.):  CAD for Control Systems, Marcel Dekker, New York, 1993, pp. 1-29.

Fritzson, P.: Principles of object-oriented modeling and simulation with Modelica 2.1, IEEE Press, 2004.

Fritzson, P.: Introduction to Modeling and Simulation of Technical and Physical Systems with Modelica. Wiley-IEEE Press. 2011

Gomez, C.: Engineering and scientific computing with Scilab, Birkhäuser, 1999.

Hoffmann, J.: MATLAB und SIMULINK, Addison-Wesley, 1998.

Hoffmann, J., Brunner, U.: MATLAB und Tools: Für die Simulation dynamischer Systeme, Addison-Wesley, 2002.

Kocak, H.: Differential and difference equations through computer experiments, (... PHASER ...), Springer, 1989.

Otter, M.: Objektorientierte Modellierung Physikalischer Systeme, Teil 1, at - Automatisierungstechnik, (47(1999)1, S. A1-A4 (und weitere 15 Teile von OTTER, M. als Haupt-- bzw. Co-Autor und anderer Autoren in Nachfolgeheften).

Scherf, H.E.: Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme, Oldenbourg, 2003.

evaluation of teaching

Pflichtevaluation:

Freiwillige Evaluation:

SS 2010 (Vorlesung, Übung)

SS 2011 (Vorlesung, Übung)

SS 2012 (Vorlesung, Übung)

SS 2013 (Vorlesung, Übung)

SS 2014 (Vorlesung)

SS 2015 (Vorlesung, Übung)

SS 2017 (Vorlesung)

Hospitation:

Details in major Master Wirtschaftsingenieurwesen 2014 (AT)
subject nameSimulation
examination number2200387
credit points
on-campus program (h)
self-study (h)
Obligationobligatory
examnone
details of the certificate

Mündliche Prüfung, 30 min. (für Bachelor-Studiengänge bis Prüfungsordnungsversion 2012) bzw.

Max. 40 Punkte für schriftlichen Beleg im Fach Simulation als Bestandteil des Moduls "Modellbildung und Simulation" bzw. des Moduls "Simulationstechnik"

maximum number of participants30
Details in major Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013
subject nameSimulation
examination number2200249
credit points2
on-campus program (h)34
self-study (h)26
Obligationobligatory elective
examalternative examination performance
details of the certificate

Mündliche Prüfung, 30 min. (für Bachelor-Studiengänge bis Prüfungsordnungsversion 2012) bzw.

Max. 40 Punkte für schriftlichen Beleg im Fach Simulation als Bestandteil des Moduls "Modellbildung und Simulation"

maximum number of participants30
Details in major Master Electrical Power and Control Engineering 2013
subject nameSimulation
examination number2200249
credit points2
on-campus program (h)22
self-study (h)38
Obligationobligatory
examalternative examination performance
details of the certificate

Mündliche Prüfung, 30 min. (für Bachelor-Studiengänge bis Prüfungsordnungsversion 2012) bzw.

Max. 40 Punkte für schriftlichen Beleg im Fach Simulation als Bestandteil des Moduls "Modellbildung und Simulation"

maximum number of participants30
Details in major Master Wirtschaftsingenieurwesen 2013 (AT)
subject nameSimulation
examination number2200387
credit points
on-campus program (h)
self-study (h)
Obligationobligatory
examnone
details of the certificate

Mündliche Prüfung, 30 min. (für Bachelor-Studiengänge bis Prüfungsordnungsversion 2012) bzw.

Max. 40 Punkte für schriftlichen Beleg im Fach Simulation als Bestandteil des Moduls "Modellbildung und Simulation" bzw. des Moduls "Simulationstechnik"

maximum number of participants30
Details in major Bachelor Technische Kybernetik und Systemtheorie 2013
subject nameSimulation
examination number2200387
credit points2
on-campus program (h)22
self-study (h)38
Obligationobligatory
examnone
details of the certificate

Mündliche Prüfung, 30 min. (für Bachelor-Studiengänge bis Prüfungsordnungsversion 2012) bzw.

Max. 40 Punkte für schriftlichen Beleg im Fach Simulation als Bestandteil des Moduls "Modellbildung und Simulation" bzw. des Moduls "Simulationstechnik"

maximum number of participants30
Details in major Bachelor Ingenieurinformatik 2008, Master Wirtschaftsingenieurwesen 2009 (ABT), Master Wirtschaftsingenieurwesen 2009, Master Wirtschaftsingenieurwesen 2010 (ABT), Bachelor Informatik 2010, Master Wirtschaftsingenieurwesen 2010, Master Wirtschaftsingenieurwesen 2011 (ABT)
subject nameSimulation
examination number2200028
credit points3
on-campus program (h)34
self-study (h)56
Obligationobligatory elective
examalternative examination performance
details of the certificate

Mündliche Prüfung, 30 min. (für Bachelor-Studiengänge bis Prüfungsordnungsversion 2012) bzw.

Max. 40 Punkte für schriftlichen Beleg im Fach Simulation als Bestandteil des Moduls "Modellbildung und Simulation"

maximum number of participants30
Details in major Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2008, Bachelor Technische Kybernetik und Systemtheorie 2010
subject nameSimulation
examination number2200028
credit points3
on-campus program (h)34
self-study (h)56
Obligationobligatory
examalternative examination performance
details of the certificate

Mündliche Prüfung, 30 min. (für Bachelor-Studiengänge bis Prüfungsordnungsversion 2012) bzw.

Max. 40 Punkte für schriftlichen Beleg im Fach Simulation als Bestandteil des Moduls "Modellbildung und Simulation"

maximum number of participants30
Details in major Master Electrical Power and Control Engineering 2008
subject nameSimulation
examination number2200249
credit points4
on-campus program (h)34
self-study (h)86
Obligationobligatory
examalternative examination performance
details of the certificate

Mündliche Prüfung, 30 min. (für Bachelor-Studiengänge bis Prüfungsordnungsversion 2012) bzw.

Max. 40 Punkte für schriftlichen Beleg im Fach Simulation als Bestandteil des Moduls "Modellbildung und Simulation"

maximum number of participants30