Info-Veranstaltung Simulationstechnik

Simulation

• Experimentieren mit Modellen von Systemen
• warum Modell: billiger, schneller, ungefährlicher ("Digitaler Zwilling")
• wozu Simulation: System verstehen, System verbessern ("Industrie 4.0")
• hier: System-Simulation = komplexe Systeme aus (relativ) einfachen Komponenten

Simulationstechnik 1 (Simulink)

• Womit wird simuliert:
  • Simulink
  • Signalflussmethode
  • Grundidee
    • Blöcke aus Bibliothek mit Leitungen verbinden
    • Blöcke haben Ein- und Ausgänge
    • Leitungen transportieren Signale (Zahlen, Vektoren etc.)
  • Vorteil
    • weit verbreitet, seit langem Basismethode
  • Nachteil
    • Blöcke = Mathematische Operationen, nicht Bauteile
• Was wollen wir alles simulieren:
  • Slip-Stick-Schwingungen
  • Laufkatze/Portalkran mit Fuzzy-Regelung 
  • einfacher Elektromotor 
  • hydraulische Systeme 
  • Steuerung eines Lasten-Aufzugs 
  • Fertigungs-Station 
• Prüfungsleistung:
  • formal: RP/K2/mP
  • RP, kleines Simulationsprojekt (aus Liste oder selbst) in Gruppen von 2 - 3
  • mit Simulink oder ggf. mit einem alternativen Programm
  • abzugeben: Modelldateien + Doku
  • ggf. alternativ mP (s.u.)
• Literatur:
  • P. Junglas, Praxis der Simulationstechnik

Simulationstechnik 2 (Modelica)

• Womit wird simuliert:
  • Modelica + MSL
  • (Cyber) Physical Modeling
  • Programme: Dymola (kommerziell), OpenModelica (Open Source)
  • Grundidee
    • Blöcke aus Bibliothek mit Leitungen verbinden
    • Blöcke haben physikalische Anschlüsse
      
    • Leitungen transportieren physikalische Größen (Kraft, Temperatur, Spannung)
  • Vorteil
    • Blöcke = Bauteile (Federn, Widerstände, E-Motoren, Pumpen)
      
    • beinhaltet Signalfluss-Bausteine als Teilmenge
      
    • einfache Kopplung von physikalischem Modell und Steuerung
  • Nachteil
    • noch nicht überall verbreitet, momentan u.a. Automobil-/Flugzeugbau
• Was wollen wir alles simulieren:
  • hydraulische Systeme 
  • Slip-Stick-Schwingungen 
  • Fahrzeug incl. Fahrer 
  • permanenterregter Synchronmotor 
  • Roboter 
  • mittelalterliche Angriffswaffen 
  • Industrieofen mit Regelung 
  • die gesamte Welt (Bevölkerung, Wirtschaft und Ökologie) 
• Prüfungsleistung:
  • formal: RP/K2/mP
  • mP, dazu vier kleine Hausaufgaben (auf Wunsch evtl. auch in SimT1)
• Literatur:
  • P. Junglas, Praxis der Simulationstechnik
  • P. Fritzson: Introduction to modeling and simulation of technical and physical systems with Modelica
  • P. Fritzson: Principles of Object-Oriented Modeling and Simulation with Modelica 3.3: A Cyber-Physical Approach

Allgemeines

• Was sollte man mitbringen:
  • Grundkenntnisse in Matlab (können auch im Semester erworben werden)
  • Grundkenntnisse in Numerischer Mathematik sind nützlich, aber nicht zwingend
  • Spaß an der Arbeit mit dem Computer
  • Spaß an der Breite der Anwendungen
• Welches Fach soll ich wählen:
  • SimT1 und SimT2 können unabhängig voneinander gehört werden
  • Inhalte ergänzen sich
  • SimT1 ist in vielen Firmen direkt einsetzbar
  • SimT2 ist die Zukunft (und Gegenwart in manchen Firmen)
• Studienschwerpunkt "Simulationstechnik"
  
  • Junglas, Simulationstechnik 1 (6., alle)
  • Junglas, Simulationstechnik 2 (7., alle)
  • Berendes, Virtual reality (6., alle)
  • Horeschi, Konstruktion und Simulation (7., WI/MT)