Modellierung und Simulation technischer Systeme (eBook)

Eine praxisnahe Einführung

Reiner Nollau (Autor)

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2009 | 2009
XIV, 287 Seiten
Springer Berlin (Verlag)
978-3-540-89121-5 (ISBN)

Infos

Technische Systeme werden immer stärker mit Hilfe von Rechnerprogrammen entworfen und optimiert. Diese Programme simulieren das dynamische Verhalten der Systeme auf der Basis von mathematischen Modellen. In diesem Buch wird zunächst die Methodik der Modellermittlung und -beschreibung dargelegt, aus welcher ein breit anwendbarer Grundalgorithmus abgeleitet worden ist. Eine wichtige Stufe der Modellentwicklung ist in diesem Buch das Gesamt-Blockschaltbild des untersuchten Systems. Die vom Autor erarbeitete Methodik wird auf zahlreiche Beispiele wachsender Komplexität und damit wachsenden Schwierigkeitsgrades angewendet. Diese Beispiele enden mit Berechnungen des Verhaltens dieser Modelle, deren Ergebnisse der Leser nachprüfen kann. Der Leser kann auf der Grundlage des angewendeten Grundalgorithmus zielstrebig andere, im Buch nicht behandelte, Systeme untersuchen.

Inhalt

1 Einleitung

2 Methodik der Modellermittlung und Modellbehandlung
2.1 Bausteine der Modelle
2.2 Werkzeuge
2.3 Systematik der Modellermittlung
2.4 Die Modellbehandlung

3 Lineare Modelle technischer Systeme mit Verzögerung 2. Ordnung
3.1 Elektrischer Reihenschwingkreis
3.2 Einfaches Feder-Masse-System
3.3 Permanentmagneterregter Gleichstrommotor
3.4 Einfacher Hydraulikantrieb
3.5 Heizplatte
3.6 Zwei verbundene offene Flüssigkeitsbehälter

4 Technische Systeme mit typischen Nichtlinearitäten
4.1 Feder-Masse-Systeme mit nichtlinearen Reibungs- und Federcharakteristika
4.2 Elektromagneterregter Drehschwinger
4.3 Hydraulikantrieb mit typischen Nichtlinearitäten
4.4 Drehfeldmotoren

5 Schaltungen mit Operationsverstärkern
5.1 Allgemeines Modell von Schaltungen mit Operationsverstärkern
5.2 Nicht invertierender Verstärker
5.3 Tiefpass als Beispiel einer invertierenden Beschaltung
5.4 Differenzverstärker
5.5 Astabiler Multivibrator
5.6 Wien-Oszillator

6 Thermodynamische Systeme
6.1 Allgemeines geschlossenes thermodynamisches System
6.2 Allgemeines offenes thermodynamisches System
6.3 Druckflüssigkeitsspeicher als geschlossenes thermodynamisches System
6.4 Arbeitszylinder der Pneumatik als offenes thermodynamisches System
6.5 Stirlingmotor mit Verdränger
6.6 Stirlingmotor mit Arbeitszylinder und Kompressionszylinder

7 Wanderwellen in Leitungen
7.1 Wanderwellen in elektrischen Leitungen
7.2 Wanderwellen in Flüssigkeitsleitungen
7.3 Zusammenfassung

8 Geregelte Systeme
8.1 Stehendes Pendel
8.2 Lagegeregelter elektrohydraulischer Antrieb mit Vierkantensteuerung
8.3 Bahnsteuerung eines elektrohydraulisch angetriebenen Rundtisches
8.4 Punkt-zu-Punkt-Steuerung eines Luftschiffes
8.5 Temperaturregelung eines Trockenschrankes
8.6 Mooringregelung

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 6.6.2009
• Verlagsort: Berlin
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Mathematik / Informatik ► Mathematik
• Themenwelt: Technik ► Elektrotechnik / Energietechnik
• Themenwelt: Technik ► Maschinenbau
• Schlagworte: Algorithmen • Bahnsteuerung • Komplexität • Lineare Modelle • Modellbildung • Modellierung • Pneumatik • Prozessmodell • Regelstreckenmodell • Simulation • Steuerung • Systemmodell • Technisches System
• ISBN-10: 3-540-89121-8 / 3540891218
• ISBN-13: 978-3-540-89121-5 / 9783540891215