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Numerische Simulation

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Numerische Simulation
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Praktische Informatik, Bachelor, ASPO 01.10.2022
Code: PIB-NSIM
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P212-0092
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
4SU (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
5
Studiensemester: 4
Pflichtfach: nein
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Projekt mit schriftlicher Prüfung

[letzte Änderung 08.09.2021]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

KIB-NSIM (P212-0092) Kommunikationsinformatik, Bachelor, ASPO 01.10.2021 , 4. Semester, Wahlpflichtfach, technisch
KIB-NSIM (P212-0092) Kommunikationsinformatik, Bachelor, ASPO 01.10.2022 , 4. Semester, Wahlpflichtfach, technisch
MST.NSIM (P212-0092) Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2020 , Wahlpflichtfach
PIB-NSIM (P212-0092) Praktische Informatik, Bachelor, ASPO 01.10.2022 , 4. Semester, Wahlpflichtfach, informatikspezifisch
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Kai Haake
Dozent/innen: Prof. Dr. Kai Haake

[letzte Änderung 16.09.2022]
Lernziele:
Nach einer kurzen Einführung in bzw. Wiederholung von MATLAB-Script liegt der Fokus des Kurses auf dem Umgang mit SIMULINK. Die Studierenden werden in die Theorie zur Modellierung dynamischer Prozesse in den Bereichen Elektrotechnik, Mechanik, Informatik und Stochastik eingeführt, so dass Modelle dazu von ihnen in SIMULINK (inkl. STATEFLOW) erstellt bzw. dahin überführt werden können.
Im Themenbereich Stochastik werden stochastische Prozesse mit Hilfe von ARMA-Modellen dargestellt, und es wird speziell auf die Korrelation als Analysemethode eingegangen. Die Studierenden lernen ferner Simulationen auch automatisiert durchzuführen und die Ergebnisse zu analysieren sowie geeignet darzustellen. Ein weiterer Teil widmet sich der Nutzung von SIMULINK für SIL/HIL (software/hardware in the loop) im Rahmen von Rapid-Prototyping. Die Studierenden werden dazu im Umgang mit SIMULINK als Cross-Compiler für embedded HW (µC: Im Kurs beispielhaft Arduino / Raspberry Pi) geschult, so dass sie signalverarbeitende Systeme auf SIMULINK entwerfen und automatisiert auf die Zielplattform portieren können.


[letzte Änderung 09.09.2021]
Inhalt:
•Kurzeinführung/Wiederholung MATLAB-Skript
•Einführung SIMULINK
•Theorie dynamischer Systeme
•Automatentheorie
•Theorie stochastischer Prozesse und Korrelation
•Modellierung zeitkontinuierlicher, zeitdiskreter und ereignisbasierter Systeme
•Modellierung stochastischer Prozesse / ARMA-Modelle
•Daten-Analyse und -Darstellung
•Rapid-Prototyping-Konzepte
•SIMULINK als Cross-Compiler für embedded HW


[letzte Änderung 09.09.2021]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Die Vorlesung integriert Übungen und seminaristischen Unterricht zu ausgewählten Themen.

[letzte Änderung 09.09.2021]
Literatur:
•Pietruszka, Wolf Dieter, und Michael Glöckler. MATLAB® Und Simulink® in Der Ingenieurpraxis. 5., neu bearbeitete und erweiterte Auflage. Wiesbaden: Springer Vieweg, 2021
•Marschner, Uwe, und Roland Werthschützky. Aufgaben Und Lösungen Zur Schaltungsdarstellung Und Simulation Elektromechanischer Systeme. Berlin [u.a.]: Springer Vieweg, 2015
•Junglas, Peter. Praxis Der Simulationstechnik. 1. Aufl. Haan-Gruiten: Verl. Europa-Lehrmittel, 2014
•SIMULINK: https://de.mathworks.com/help/simulink/index.html?searchHighlight=simulink&s_tid=srchtitle
•Arduino in SIMULINK: https://de.mathworks.com/help/supportpkg/arduino/examples/getting-started-with-arduino-hardware.html

[letzte Änderung 09.09.2021]
Modul angeboten in Semester:
WS 2024/25, WS 2023/24, WS 2022/23 
[Thu Nov 21 10:19:12 CET 2024, CKEY=miea, BKEY=pi2, CID=PIB-NSIM, LANGUAGE=de, DATE=21.11.2024]