Technische Systeme im Zustandsraum (TSZ)
Dozent(en)
Lernziele
Der/die Lernende kann
- allgemeine lineare Netzwerke im Zustandsraum darstellen,
- die Bedeutung von Differentialgleichungen erfassen,
- die Lösung linearer Differentialgleichungen berechnen,
- Methoden zur Lösung nichtlinearer Anfangswertaufgaben anwenden,
- Simulationssoftware nutzen und zugrundeliegende Algorithmen skizzieren,
- berechnete Lösungen interpretieren,
- die Differentialgleichung einfacher technischer Systeme ermitteln.
Inhalt
- Beschreibung linearer und nichtlinearer elektrischer Netzwerke durch Differentialgleichungen im Zustandsraum
- Lösung linearer Differentialgleichungen im Zustandsraum
- Lösung nichtlinearer Anfangswertaufgaben: Existenz und Eindeutigkeit, analytische Ansätze sowie numerische Verfahren
- Beschreibung technischer Systeme durch Differentialgleichungen, Beispiele aus der Kinetik, Thermodynamik und Wellenausbreitung
- Klassifikation von Differentialgleichungen: gewöhnlich, partiell, differentiell-algebraisch, Randwerte, etc.
- Simulations- und Modellierungssoftware
- Zeitdiskrete Systeme, Differenzengleichungen
- Stabilität, Attraktoren
Literatur
- K. Burg, H. Haf, F. Wille und A. Meister, Höhere Mathematik für Ingenieure, Band III, Vieweg und Teubner, 2009.
- L. Grüne und O. Junge, Gewöhnliche Differentialgleichungen, Vieweg und Teubner, 2009.
- R. Nollau, Modellierung und Simulation technischer Systeme, Springer, 2009.
- H. Unbehauen, Grundlagen der Elektrotechnik , Springer, 2000.
Empfohlene Voraussetzungen
- "Lineare Algebra" und "Analysis" oder gleichwertig
- "Grundlagen der Elektrotechnik 1 und 2" oder gleichwertig
Umfang
2 SWS Vorlesung, 1 SWS Übung, 4 Credits im Wintersemester
Lehrveranstaltungsnummer
FB16-2302
Zuordnung zu Studiengängen
Elektrotechnik, Bachelor
Wirtschaftsingenieurwesen Elektrotechnik, Bachelor
Berufspädagogik Elektrotechnik, Bachelor
Informatik, Bachelor und Master