Simulation gemischter Systeme

Aktuelles

Die erste Veranstaltung findet am 09.10.2023 um 12:15 Uhr im Raum C/HS1 statt.

Die Anmeldung zur Veranstaltung erfolgt im LSF ("Simulation gemischter Systeme" (Veranstaltungsnummer 080119) ). Innerhalb von 24 Stunden werden Sie automatisiert für den Moodle-Arbeitsraum dieser Veranstaltung freigeschaltet. Dort werden alle weiteren Informationen zur Verfügung gestellt.

Inhalt

Die Vorlesung richtet sich an Studierende der Elektrotechnik oder Informationstechnik sowie des Wirtschaftsingenieurwesens 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
•     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 und 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 und Netzwerkmodelle
•     Harmonische Analyse

Vorlesung

Übung

Vorlesungs- und Übungsunterlagen

Sämtliche Unterlagen zur Veranstaltung werden im entsprechenden Moodle-Arbeitsraum 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 oder als mündliche Prüfung stattfinden. Nähere Informationen dazu werden in den ersten Veranstaltungswochen bekanntgegeben.

Zulassungsvoraussetzungen

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

• Erfolgreiche Bearbeitung von vier Programmierübungen (Poolübungen)

Zusätzlich ist eine formale Prüfungsanmeldung beim Prüfungsamt  zwingend erforderlich.

zugelassene Hilfsmittel

• Keine

Sprechstunden

• 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

• S. Orfanidis, Electromagnetic Waves and Antennas, Chapter 21, 2004

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:

• Octave
• Scilab (XCOS bietet die Möglichkeit der blockorientierten Simulation, rudimentäre Modelica Unterstützung)

Frei verfügbare Schaltungssimulatoren:

• QUCS (es existiert auch ein Installationsprogramm für Windows)
• QUCSStudio

Modelica-Simulator:

• Open-Modelica (Open-Source Projekt)