Modelica Kurs: Unterschied zwischen den Versionen

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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]] mengenartige Grössen wie [[Masse]], [[Volumen]], [[elektrische Ladung]], [[Impuls]], [[Drehimpuls]], [[Stoffmenge]] und [[Entropie]] sowie die Verknüpfung der zugehörigen Ströme über Potentialgrössen wie [[Gravitationspotential]], [[Druck]], [[elektrisches Potential]], [[Geschwindigkeit]], [[Winkelgeschwindigkeit]], chemisches Potential]] und [[Temperatur|absolute Temperatur]] mit der [[Energie]] ins Zentrum. Damit 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 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.
  
 
'''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]

Version vom 3. April 2015, 08:41 Uhr

Die Vision

Ein wohlgeordneter Baukasten, gegliedert in verschiedene Bereiche wie Hydraulik, Pneumatik, Mechanik, Elektrodynamik, Thermodynamik, bestehend aus hunderten von erprobten Modellen, die sich mittels Konnektoren 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.

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 Konnektoren zusammenfügen, neu konfigurieren und mit einem geeigneten 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.

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 passiert beim Transport, wobei der Mengenstrom über Potentialgrössen wie Gravitationspotential, Druck, elektrisches Potential, Geschwindigkeit, Winkelgeschwindigkeit, chemisches Potential und 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.

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 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