Modellbildung und Identifikation

Modulgruppe: Grundlagen der Systemtechnik

Im Modul werden Methoden der mathematischen Modellierung technischer Prozesse basierend auf physikalischen Prinzipien vermittelt. Ziel ist insbesondere die Fähigkeit, für den Regler- und Beobachterentwurf geeignete Modelle herzuleiten und mit Hilfe von Identifikationsverfahren zu parametrieren.

Präsenztermin:

• Freitag, 14. Oktober 2016, 10:00 Uhr.

  

Modulhandbuch

Das Modulhandbuch finden Sie hier.

Inhalte des Moduls

Folgende Schwerpunkte werden behandelt:

  • Modellierung mechanischer, elektrischer und hydraulischer Systeme
  • Parametrische und nichtparametrische Identifikationsverfahren
  • Optimale Schätzverfahren und Filter (Kalman Filter)

Lernziele

Geeignete Beschreibungen von Systemen bilden die Grundlage vieler regelungstechnischer Methoden und werden bei der Systemanalyse über die Regelung bis hin zur modellbasierten Überwachung benötigt. Modellbasierte Verfahren eröffnen insbesondere umfassende Verbesserungsmöglichkeiten vieler bestehender industrieller Regelungen. Unabdingbare Voraussetzung dafür sind geeignete mathematische Modelle, die auf der einen Seite die wichtigsten dynamischen Effekte hinreichend genau abbilden und auf der anderen Seite eine beherrschbare Komplexität aufweisen. Ebenso wichtig ist die Bestimmung nicht für direkte Messungen zugänglicher Parameter dieser Modelle. Die für diese Aufgaben notwendigen mathematischen und systemtheoretischen Grundlagen werden im Modul vermittelt. Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, technische Systeme aus unterschiedlichen physikalischen Domänen mathematisch in ihrem dynamischen Verhalten zu beschreiben. Sie beherrschen die wichtigsten analytischen Methoden, diese Systeme geeignet zu parametrieren beziehungsweise mit Hilfe von sogenannten Blackbox-Modellen zu identifizieren. Die Studierenden können die Zusammenhänge, die zur Entwicklung optimaler Zustandsschätzer und -regler führen, erklären und die entsprechenden Methoden in der Identifikation, Schätzung und Regelung anwenden.

Lernsetting

Das Online-Studium findet im Selbststudium und in Form von Gruppenarbeit statt. Für das Selbststudium stehen Video-Vorlesungen, die Ihnen die Modulinhalte anschaulich darlegen, und ein ausführliches Skript bereit. Das Skript ist nach dem didaktischen Konzept der Universität Ulm für berufsbegleitend Studierende aufbereitet: es enthält beispielsweise Lernstopps, Multiple und Single Choice Fragen, Quizzes, Übungen, etc.

Ihr Mentor wird Ihnen in regelmäßigen Abständen Online-Sprechstunden in Form von Seminaren anbieten, die Ihnen bei der Bearbeitung der Übungsblätter helfen und Sie somit bei der Erarbeitung des Lernstoffs unterstützen. Außerdem steht ein weiteres Forum für den Austausch der Studierenden untereinander bereit.

Leseprobe des Studienbriefs

Leseprobe des Studienbriefs

Voraussetzungen

Formale Voraussetzungen:

  • Modul Systemtheorie und Regelungstechnik
  • Modul Signals and Systems

Inhaltliche Voraussetzungen:

  • Grundlagenkenntnisse der höheren Mathematik (insbesondere lineare Algebra)
  • Grundlagen der Regelungstechnik im Frequenz- und Zeitbereich

Technische Voraussetzungen für die E-Learning-Lerneinheiten

Mindestens erforderlich sind:

  • Ein auf Windows 7 oder neuer, Linux oder OS X 10.9 basierender Desktop-Rechner oder Notebook
  • Aktuelle Version von Mozilla Firefox, Google Chrome, Safari oder Internet Explorer (11 oder neuer)
  • Aktuelle Version des Adobe Flash Plugin im Browser (lediglich für Online-Sprechstunde bzw. Online-Webinar benötigt)
  • Internet-Zugang via xDSL, Cable, LTE oder besser mit mindestens 2 Mbit/s in Downstream- und 192 kbit/s in Upstream-Richtung ("DSL 2000")

Empfohlen wird:

  • Ein auf Windows 7 oder neuer, Linux oder OS X 10.9 basierender Desktop-Rechner oder Notebook, Dual-Core oder mehr, 2 GHz oder mehr
  • Aktuelle Version von Mozilla Firefox, Google Chrome, Safari, IE 11 (oder neuer)
  • Aktuelle Version des Adobe Flash Plugin im Browser (lediglich für Online-Sprechstunde bzw. Online-Webinar benötigt)
  • Internet-Zugang via xDSL, Cable, LTE oder besser mit mindestens 6 Mbit/s in Downstream- und 576 kbit/s in Upstream-Richtung ("DSL 6000")

Leistungsnachweise

Die regelmäßige Teilnahme an Online-Foren unterstützt Sie bei der Erarbeitung der in kontinuierlichen Zeitabständen zu erarbeitenden und bei Ihrem Mentor abzugebenden Übungen. Das Bestehen dieser studienbegleitenden Übungen ist Voraussetzung für die Teilnahme an der mündlichen Abschlussprüfung an der Universität Ulm. Detaillierte Informationen entnehmen Sie bitte der Modulbeschreibung im Modulhandbuch.

Zertifizierung

Bei erfolgreichem Abschluss des Moduls erhalten Sie ein Zertifikat sowie ein Supplement, das die Inhalte des Moduls als Übersicht auflistet. Im Supplement bestätigt Ihnen der Modulverantwortliche das Äquivalent von 6 Leistungspunkten nach ECTS.

Dozent

Prof. Dr.-Ing. Knut Graichen
Stellvertretender Institutsdirektor des Instituts für Mess-, Regel- und Mikrotechnik

Mentor

Soenke Rhein
Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik

  

    Gefördert von: