Technische Systeme werden immer häufiger mit Computerprogrammen entworfen und optimiert. Die Programme simulieren das Verhalten von Systemen auf der Basis mathematischer Modelle. Der Autor legt die Methodik der Modellermittlung und -beschreibung dar, wobei das Gesamt-Blockschaltbild eine wichtige Stufe der Modellentwicklung ist. Die von ihm entwickelte Methodik wendet er auf zahlreiche Beispiele wachsender Komplexität an. Mit Hilfe des verwendeten Grundalgorithmus können auch andere, im Buch nicht behandelte Systeme untersucht werden.

1 Einleitung2 Methodik der Modellermittlung und Modellbehandlung2.1 Bausteine der Modelle2.2 Werkzeuge2.3 Systematik der Modellermittlung2.4 Die Modellbehandlung3 Lineare Modelle technischer Systeme mit Verzögerung 2. Ordnung3.1 Elektrischer Reihenschwingkreis3.2 Einfaches Feder-Masse-System3.3 Permanentmagneterregter Gleichstrommotor3.4 Einfacher Hydraulikantrieb3.5 Heizplatte3.6 Zwei verbundene offene Flüssigkeitsbehälter4 Technische Systeme mit typischen Nichtlinearitäten4.1 Feder-Masse-Systeme mit nichtlinearen Reibungs- und Federcharakteristika4.2 Elektromagneterregter Drehschwinger4.3 Hydraulikantrieb mit typischen Nichtlinearitäten4.4 Drehfeldmotoren5 Schaltungen mit Operationsverstärkern5.1 Allgemeines Modell von Schaltungen mit Operationsverstärkern5.2 Nicht invertierender Verstärker5.3 Tiefpass als Beispiel einer invertierenden Beschaltung5.4 Differenzverstärker5.5 Astabiler Multivibrator5.6 Wien-Oszillator6 Thermodynamische Systeme6.1 Allgemeines geschlossenes thermodynamisches System6.2 Allgemeines offenes thermodynamisches System6.3 Druckflüssigkeitsspeicher als geschlossenes thermodynamisches System6.4 Arbeitszylinder der Pneumatik als offenes thermodynamisches System6.5 Stirlingmotor mit Verdränger6.6 Stirlingmotor mit Arbeitszylinder und Kompressionszylinder7 Wanderwellen in Leitungen7.1 Wanderwellen in elektrischen Leitungen7.2 Wanderwellen in Flüssigkeitsleitungen7.3 Zusammenfassung8 Geregelte Systeme8.1 Stehendes Pendel8.2 Lagegeregelter elektrohydraulischer Antrieb mit Vierkantensteuerung8.3 Bahnsteuerung eines elektrohydraulisch angetriebenen Rundtisches8.4 Punkt-zu-Punkt-Steuerung eines Luftschiffes8.5 Temperaturregelung eines Trockenschrankes8.6 Mooringregelung

Technische Systeme werden immer stärker mit Hilfe von Rechnerprogrammen entworfen und optimiert. Diese Programme simulieren das dynamische Verhalten der Systeme auf der Basis von mathematischen Modellen. In diesem Buch wird zunächst die Methodik der Modellermittlung und -beschreibung dargelegt, aus welcher ein breit anwendbarer Grundalgorithmus abgeleitet worden ist. Eine wichtige Stufe der Modellentwicklung ist in diesem Buch das Gesamt-Blockschaltbild des untersuchten Systems. Die vom Autor erarbeitete Methodik wird auf zahlreiche Beispiele wachsender Komplexität und damit wachsenden Schwierigkeitsgrades angewendet. Diese Beispiele enden mit Berechnungen des Verhaltens dieser Modelle, deren Ergebnisse der Leser nachprüfen kann. Der Leser kann auf der Grundlage des angewendeten Grundalgorithmus zielstrebig andere, im Buch nicht behandelte, Systeme untersuchen.