Modelica Kurs: Unterschied zwischen den Versionen

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==Die Vision==
 
==Die Vision==
Ein wohlgeordneter Baukasten, gegliedert in verschiedene Bereiche wie [[Hydrodynamik|Hydraulik]], [[Pneumatik]], [[Mechanik]], [[Elektrodynamik]], [[Thermodynamik]], bestehend aus hunderten von erprobten Modellen, die sich mittels [[Konnektor]]en zu Maschinen, Heizsystemen, Kraftwerken, Fahrzeugen und vieles mehr zusammen fügen und mit verschiedenen Tools wie [[Dymola]], [[SimulationX]], [[MapleSim]], [[WolframSystemModeler]], [[OpenModelica]], [[JModlica]] simulieren lassen, ist das eigentliche Ziel von [[Modelica]] . Diese einheitliche und umfassende Sprachdefinition erlaubt den Austausch von Modellen innerhalb einer Firma, zwischen Partnern einer Lieferkette oder zwischen Forschungsgruppen verschiedener Hochschulen. An dieser Vision arbeitet eine stetig wachsende Gemeinschaft von Ingenieuren, Informatiker und Mathematiker seit bald 20 Jahren. Ziel dieses Kurses ist eine umfassende aber dennoch zielgruppenspezifische Einführung in die Sprache Modelica. Der Kurs gliedert sich deshalb in einen Basislehrgang und verschiedene weiterführende Lerneinheiten. Videos, welche das Geschriebene zusammen fassen, einzelne Anwendungen erläutern oder Simulationsergebnisse vorstellen, sind integraler Bestandteil dieses Kurses.
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Ein wohlgeordneter Baukasten, gegliedert in verschiedene Bereiche wie [[Mechanik]], [[Elektrodynamik]] oder [[Thermodynamik]], bestehend aus hunderten von erprobten Modellen, die sich mit verschiedenen Tools wie [[Dymola]], [[SimulationX]], [[MapleSim]], [[WolframSystemModeler]], [[OpenModelica]], [[JModlica]] simulieren lassen, ist das eigentliche Ziel von [[Modelica]]. Diese einheitliche und umfassende Sprachdefinition erlaubt den Austausch von Modellen untern Partnern einer Lieferkette oder zwischen Forschungsgruppen verschiedener Hochschulen. An dieser Vision arbeitet eine stetig wachsende Gemeinschaft von Ingenieuren, Informatiker und Mathematiker seit bald 20 Jahren. Ziel dieses Kurses ist eine umfassende aber dennoch zielgruppenspezifische Einführung in die Sprache Modelica. Der Kurs gliedert sich folglich in einen Basislehrgang und verschiedene weiterführende Lerneinheiten. '''Videos''', welche die Theorie rekapitulieren, einzelne Anwendungen erläutern oder Simulationsergebnisse vorstellen, sind integraler Bestandteil dieses Kurses.
  
 
==Was ist Modelica?==
 
==Was ist Modelica?==
Modelica ist ein objektorientierte, hybride Modellierungssprache für komplexe technische Systeme. In Modelica wird das Verhalten von Bauteilen aus der [[Hydrodynamik]], der [[Pneumatik]], der [[Mechanik]], der [[Elektrodynamik]] oder der [[Thermodynamik]] gleichungsbasiert beschrieben und in Bibliotheken ([[Libraries]]) abgelegt. Der Anwender kann dann die einzelnen Bauteile den Bibliotheken entnehmen, über Verbindungselemente [[Konnektor]]en zusammenfügen, neu konfigurieren und mit einem geeigneten [[Modelica|Tool]] simulieren. Wie weit dieses Modellieren nach dem Lego-Prinzip funktioniert, hängt von der Mächtigkeit der Bibliotheken und von Fähigkeit der Tools ab. Dieser Kurs soll die Anwender befähigen, Bauteile an die eigenen Bedürfnisse anzupassen, neue Elemente hinzuzufügen und schlussendlich eigene Bibliotheken zu schreiben.
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Modelica ist ein objektorientierte, hybride Modellierungssprache für komplexe technische Systeme. In Modelica wird das Verhalten von Bauteilen aus der [[Hydrodynamik]], der [[Pneumatik]], der [[Mechanik]], der [[Elektrodynamik]] oder der [[Thermodynamik]] gleichungsbasiert beschrieben und in Bibliotheken ([[Lybrary|Libraries]]) abgelegt. Der Anwender entnimmt die einzelnen Bauteile den Bibliotheken, fügt sie über Verbindungselemente ([[Konnektor]]en) zusammen, konfiguriert und parametrisiert sie neu und simuliert das Gesamtmodell mit einem geeigneten [[Modelica|Tool]]. Wie weit dieses Modellieren nach dem '''Lego-Prinzip''' funktioniert, hängt von der Mächtigkeit der Bibliotheken und von den Fähigkeiten der Tools ab. Dieser Kurs soll die Anwender befähigen, Bauteile an die eigenen Bedürfnisse anzupassen, neue Elemente hinzuzufügen und schlussendlich eigene Bibliotheken zu schreiben.
  
 
'''Video:''' [http://www.youtube.com/watch?v=3zNbA-_VcqQ Einführung in Modelica mit Dymola]
 
'''Video:''' [http://www.youtube.com/watch?v=3zNbA-_VcqQ Einführung in Modelica mit Dymola]
  
 
==Systemphysik==
 
==Systemphysik==
Die [[Systemphysik]] ist von Hans U. Fuchs und Werner Maurer auf der Grundlage des [[Karlsruher Physikkurs]]es am Technikum Winterthur (später [[ZHW]], heute [[ZHAW]]) entwickelt worden. Die Systemphysik stellt die [[Bilanz]] mengenartiger Grössen wie [[Masse]], [[Volumen]], [[elektrische Ladung]], [[Impuls]], [[Drehimpuls]], [[Stoffmenge]] und [[Entropie]] sowie die Verknüpfung dieser Mengen mit der [[Energie]] ins Zentrum. Die konkerete Verbindung einer Mengen mit der Energie passiert beim Transport, wobei der Mengenstrom über Potentialgrössen wie [[Gravitationspotential]], [[Druck]], [[elektrisches Potential]], [[Geschwindigkeit]], [[Winkelgeschwindigkeit]], [[chemisches Potential]] und [[Temperatur|absolute Temperatur]] mit dem Energiestrom verbunden sind. Mit ihren neuen und innovativen Darstellungen liefert die Systemphysik die theoritschen Grundlagen für eine Modellierungsmethode, wie sie in Modelica und auch in andern Sprachen wie [[VHDL-AMS]] und [[Verilog-AMS]] Anwendung findet.
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Die [[Systemphysik]] ist von Hans U. Fuchs und Werner Maurer auf der Grundlage des [[Karlsruher Physikkurs]]es am Technikum Winterthur (später [[ZHW]], heute [[ZHAW]]) entwickelt worden. Die Systemphysik stellt die [[Bilanz]] mengenartiger Grössen wie [[Masse]], [[Volumen]], [[elektrische Ladung]], [[Impuls]], [[Drehimpuls]], [[Stoffmenge]] und [[Entropie]] sowie die Verknüpfung dieser Mengen mit der [[Energie]] ins Zentrum. Die konkerete Verbindung einer Mengen mit der Energie wird beim Transport formuliert:
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:'''[[zugeordneter Energiestrom|Energiestrom]]''' gleich Stromstärke der '''Menge''' mal zugehöriges '''Potential'''
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wobei zu jeder Menge das entsprechende Potential ([[Gravitationspotential]], [[Druck]], [[elektrisches Potential]], [[Geschwindigkeit]], [[Winkelgeschwindigkeit]], [[chemisches Potential]], [[Temperatur|absolute Temperatur]]) genommen werden muss. Die Systemphysik liefert mit ihren neuen und innovativen Darstellungsmethoden die theoretschen Grundlagen für eine Modellierungsmethode, wie sie in Modelica und auch in andern Sprachen wie [[VHDL-AMS]] und [[Verilog-AMS]] Anwendung findet.
  
 
'''Video:''' [http://www.youtube.com/watch?v=hZqYYQ8_LpM Systemphysik als Basis von Modelica]
 
'''Video:''' [http://www.youtube.com/watch?v=hZqYYQ8_LpM Systemphysik als Basis von Modelica]
  
 
==Konnektor==
 
==Konnektor==
Die Konnektoren sind die Angelpunkte oder Basiselemente von Modelica. Jedes Gebiet (Domain) besitzt ein eigenes Konnktorenpaar ('''positiver''' und '''negativer''' Anschluss), das den Austausch zwischen zwei oder mehreren Elementen ermöglicht. Ein einzelner Konnektor enthält in der Regel eine Flussgrösse (Stromstärke) und eine Potentialgrösse. Fügt man zwei oder mehrere Konnektoren zusammen (graphisch oder mit dem Befehl <code>connect</code>), werden ein Knotensatz (Summe über alle Stromstärken gleich null)formuliert und die Potentialgrössen gleich gesetzt. Neben diesen akausalen Konnektoren kennt Modelica auch noch gerichtete Verbindungen ('''input''', '''output'''), um Signalflüsse zu modellieren.
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Die Konnektoren sind die Angelpunkte oder Basiselemente von Modelica. Jedes Gebiet (Domain) besitzt ein eigenes Konnktorenpaar ('''positiver''' und '''negativer''' Anschluss), das den Austausch zwischen zwei oder mehreren Elementen ermöglicht. Ein einzelner Konnektor enthält in der Regel eine Flussgrösse (Stromstärke) und eine Potentialgrösse. Fügt man zwei oder mehrere Konnektoren zusammen (graphisch oder mit dem Befehl <code>connect</code>), werden ein Knotensatz (Summe über alle Stromstärken gleich null) formuliert und die Potentialgrössen einander gleich gesetzt. Neben diesen akausalen Konnektoren kennt Modelica auch noch gerichtete Verbindungen ('''input''', '''output'''), um Signalflüsse zu modellieren.
  
 
'''Video:''' [https://www.youtube.com/watch?v=LjMIH3CVei0 Konnektoren]
 
'''Video:''' [https://www.youtube.com/watch?v=LjMIH3CVei0 Konnektoren]
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#[[Modelica: Einführung]]
 
#[[Modelica: Einführung]]
 
#[[Modelica: Konnektoren]]
 
#[[Modelica: Konnektoren]]
 
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#[[Modelica: Basismodelle]]
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#[[Modelica: hierarchisches Modellieren]]
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#[[Modelica: Wiederverwendbarkeit]]
  
 
[[Kategorie:Modelica]]
 
[[Kategorie:Modelica]]

Aktuelle Version vom 18. April 2015, 10:52 Uhr

Die Vision

Ein wohlgeordneter Baukasten, gegliedert in verschiedene Bereiche wie Mechanik, Elektrodynamik oder Thermodynamik, bestehend aus hunderten von erprobten Modellen, die sich mit verschiedenen Tools wie Dymola, SimulationX, MapleSim, WolframSystemModeler, OpenModelica, JModlica simulieren lassen, ist das eigentliche Ziel von Modelica. Diese einheitliche und umfassende Sprachdefinition erlaubt den Austausch von Modellen untern Partnern einer Lieferkette oder zwischen Forschungsgruppen verschiedener Hochschulen. An dieser Vision arbeitet eine stetig wachsende Gemeinschaft von Ingenieuren, Informatiker und Mathematiker seit bald 20 Jahren. Ziel dieses Kurses ist eine umfassende aber dennoch zielgruppenspezifische Einführung in die Sprache Modelica. Der Kurs gliedert sich folglich in einen Basislehrgang und verschiedene weiterführende Lerneinheiten. Videos, welche die Theorie rekapitulieren, einzelne Anwendungen erläutern oder Simulationsergebnisse vorstellen, sind integraler Bestandteil dieses Kurses.

Was ist Modelica?

Modelica ist ein objektorientierte, hybride Modellierungssprache für komplexe technische Systeme. In Modelica wird das Verhalten von Bauteilen aus der Hydrodynamik, der Pneumatik, der Mechanik, der Elektrodynamik oder der Thermodynamik gleichungsbasiert beschrieben und in Bibliotheken (Libraries) abgelegt. Der Anwender entnimmt die einzelnen Bauteile den Bibliotheken, fügt sie über Verbindungselemente (Konnektoren) zusammen, konfiguriert und parametrisiert sie neu und simuliert das Gesamtmodell mit einem geeigneten Tool. Wie weit dieses Modellieren nach dem Lego-Prinzip funktioniert, hängt von der Mächtigkeit der Bibliotheken und von den Fähigkeiten der Tools ab. Dieser Kurs soll die Anwender befähigen, Bauteile an die eigenen Bedürfnisse anzupassen, neue Elemente hinzuzufügen und schlussendlich eigene Bibliotheken zu schreiben.

Video: Einführung in Modelica mit Dymola

Systemphysik

Die Systemphysik ist von Hans U. Fuchs und Werner Maurer auf der Grundlage des Karlsruher Physikkurses am Technikum Winterthur (später ZHW, heute ZHAW) entwickelt worden. Die Systemphysik stellt die Bilanz mengenartiger Grössen wie Masse, Volumen, elektrische Ladung, Impuls, Drehimpuls, Stoffmenge und Entropie sowie die Verknüpfung dieser Mengen mit der Energie ins Zentrum. Die konkerete Verbindung einer Mengen mit der Energie wird beim Transport formuliert:

Energiestrom gleich Stromstärke der Menge mal zugehöriges Potential

wobei zu jeder Menge das entsprechende Potential (Gravitationspotential, Druck, elektrisches Potential, Geschwindigkeit, Winkelgeschwindigkeit, chemisches Potential, absolute Temperatur) genommen werden muss. Die Systemphysik liefert mit ihren neuen und innovativen Darstellungsmethoden die theoretschen Grundlagen für eine Modellierungsmethode, wie sie in Modelica und auch in andern Sprachen wie VHDL-AMS und Verilog-AMS Anwendung findet.

Video: Systemphysik als Basis von Modelica

Konnektor

Die Konnektoren sind die Angelpunkte oder Basiselemente von Modelica. Jedes Gebiet (Domain) besitzt ein eigenes Konnktorenpaar (positiver und negativer Anschluss), das den Austausch zwischen zwei oder mehreren Elementen ermöglicht. Ein einzelner Konnektor enthält in der Regel eine Flussgrösse (Stromstärke) und eine Potentialgrösse. Fügt man zwei oder mehrere Konnektoren zusammen (graphisch oder mit dem Befehl connect), werden ein Knotensatz (Summe über alle Stromstärken gleich null) formuliert und die Potentialgrössen einander gleich gesetzt. Neben diesen akausalen Konnektoren kennt Modelica auch noch gerichtete Verbindungen (input, output), um Signalflüsse zu modellieren.

Video: Konnektoren

Basiskurs

  1. Modelica: Einführung
  2. Modelica: Konnektoren
  3. Modelica: Basismodelle
  4. Modelica: hierarchisches Modellieren
  5. Modelica: Wiederverwendbarkeit