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.

Einführungsveranstaltung
  • Freitag, 25. Oktober 2019

  

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

Voraussetzung ist ein erster Hochschulabschluss.

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

Empfohlen wird:

  • Ein Desktop-Rechner oder ein Notebook mit einer aktuellen, d.h. vom jeweiligen Hersteller unterstützten Version von Microsoft Windows, Apple macOS oder Linux
  • Ein Headset
  • Die aktuelle Version von Mozilla Firefox, Google Chrome, Apple Safari oder Microsoft Edge
  • Internet-Zugang (z.B. über xDSL, Cable, LTE, 5G) mit mindestens 3 Mbit/s in Downstream- und 384 kbit/s in Upstream-Richtung ("DSL 3000").

Bitte zögern Sie nicht, uns bei Fragen zu den technischen Anforderungen zu kontaktieren.

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.

Gebühren und Entgelte

Die Studiengebühren der Module für immatrikulierte Studierende bzw. die Teilnahmeentgelte für die Belegung von Einzelmodulen im Kontaktstudium finden Sie auf der Seite zur Modulübersicht.

Dozent

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

  

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