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Modellbildung, Simulation und Identifikation dynamischer Systeme

  • Kartonierter Einband
  • 244 Seiten
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Beschreibung

Modelle von komplexen, dynamischen Systemen findet man heute nicht nur innerhalb der Nachrichten- und Regelungstechnik, sondern auch in den anderen technischen Disziplinen, den Natur-, Sozial-, Wirtschafts- und Umweltwissenschaften.
Seitdem größere elektronische Rechnerkapazitäten verfügbar sind, ermöglicht die numerische Simulation die Systemanalyse anhand dieser Modelle.
Dieses Lehrbuch führt in die Simulationsmethode ein, nachdem der notwendige erste Schritt, die Modellbildung ausführlich behandelt wurde.
Ein umfangreiches Kapitel ist der Identifikation gewidmet, bei der aufgrund vorhandener Messdaten Struktur und Parameter von Modellen festgelegt werden.
Als Beispiele zur Illustration dieser interdisziplinären Methoden werden zwar natürliche und technische Systeme verwendet, der Lernstoff wird jedoch unabhängig von speziellen Anwendungen formuliert. Mathematikkenntnisse entsprechend dem Vordiplom in den Ingenieurwissenschaften werden zwar vorausgesetzt, der Autor, selbst Ingenieur, bemüht sich jedoch, auch die notwendig abstrakten Inhalte für Nicht-Mathematiker verständlich darzustellen.

Inhalt

1. Klassifikation dynamischer Systeme.- 1.1 Einleitung.- 1.2 Systembegriff.- 1.3 Klassifikation von Systemen.- 1.3.1 Zeitabhängigkeit der Attribute.- 1.3.2 Zeitverteilung der Attribute.- 1.3.2.1 Stetige und unstetige Systeme.- 1.3.2.2 Kontinuierliche und diskrete Systeme.- 1.3.3 Funktionstyp der Attribute.- 1.3.4 Art der Beziehungen.- 1.3.5 Zeitabhängigkeit der Beziehungen.- 1.3.6 Strukturabhängigkeit.- 2. Mathematische Beschreibung dynamischer Systeme.- 2.1 Differentialgleichungen.- 2.2 Die Zustandsdifferentialgleichung.- 2.3 Die Lösung der Zustandsdifferentialgleichung.- 2.4 Die Eigenschaften der Zustandsübergangsmatrix.- 2.5 Lineares dynamisches System 1. Ordnung.- 2.6 Systeme von Differentialgleichungen.- 2.7 Lineare dynamische Systeme in diskreter Zeit.- 2.8 Existenz und Eindeutigkeit von Lösungen.- 2.9 Stationarität und Stabilität.- 2.9.1 Stabilitätsanalyse linearer dynamischer Systeme.- 2.9.2 Stabilitätsanalyse nichtlinearer dynamischer Systeme.- 2.10 Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit.- 2.10.1 Steuerbarkeit.- 2.10.2 Beobachtbarkeit.- 2.11 Ruhelage und Linearisierung.- 2.11.1 Ruhelage.- 2.11.2 Linearisierung.- 3. Modellbildung dynamischer Systeme.- 3.1 Grundlagen der Modellbildung.- 3.2 Modellarten.- 3.3 Modellbildung dynamischer Systeme.- 3.3.1 Analytische Modellart.- 3.3.2 Numerische Modellart.- 3.4 Modeilverifikation.- 4. Simulation.- 4.1 Simulationsbegriff.- 4.2 Simulationsmethoden.- 4.3 Simulationswerkzeuge für kontinuierliche Systeme.- 4.3.1 Analoge Simulation.- 4.3.2 Digitale Simulation.- 4.3.3 Bestimmung der Rechenfolgeliste.- 4.3.4 Numerische Lösung von Anfangswertproblemen.- 4.3.5 Stabilität und steife Systeme.- 4.4 Simulationswerkzeuge für diskrete Systeme.- 4.5 Simulation kontinuierlicher Systeme.- 4.5.1 Simulation eines Behältersystems.- 4.5.2 Simulation zur Biomechanik.- 4.6 Lernfähigkeit und Simulation.- 5. Identifikation.- 5.1 Identifikationsbegriff.- 5.2 Identifikationsverfahren.- 5.2.1 Iterative Schätzalgorithmen.- 5.2.2 Methode der kleinsten Ausgangsfehlerquadrate.- 5.3 Optimierungsverfahren.- 5.3.1 Sukzessive Variation der Variablen.- 5.3.2 Die Rosenbrock-Methode.- 5.3.3 Die Powell-Methode.- 5.4 Parameterschätzung bei unverrauschten Meßdaten.- 5.5 Genauigkeit der Parameterschätzung bei verrauschten Meßdaten.- 5.6 Die Methode der Hilfsvariablen.- 6. Literatur.- 7. Sachverzeichnis.

Produktinformationen

Titel: Modellbildung, Simulation und Identifikation dynamischer Systeme
Autor:
EAN: 9783540551553
ISBN: 978-3-540-55155-3
Format: Kartonierter Einband
Herausgeber: Springer Berlin Heidelberg
Genre: Informatik
Anzahl Seiten: 244
Gewicht: 376g
Größe: H235mm x B155mm x T13mm
Jahr: 1992

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