BET401: Mathematische Methoden der Modellierung
Lernpfad Modellbasierter Entwurf
BET401: Mathematische Methoden der Modellierung
Prof. Dr. Steffen Goebbels
Prof. Dr. Steffen Goebbels
- Bachelor Elektrotechnik
- Bachelor Mechatronik und Robotik
Ingenieurwissenschaften
Deutsch
Wintersemester
1 Semester
5 ECTS
Deutsche Notenskala 1-5
2 V | 2 Ü | - P | - S
Mathematical Methods for Modeling
- BB007: Mathematische Grundlagen für Ingenieurwissenschaften: Funktionen, Differential- und Integralrechnung sowie mathematische Grundverfahren als Basis für Differenzialgleichungen.
WAS
Die Studierenden erwerben in diesem Modul ein den Inhalten entsprechendes fundiertes anwendungsorientiertes mathematisches Grundlagenwissen und sind in der Lage, das Erlernte in ihrer Ingenieurdisziplin einzusetzen. Sie können das Erlernte erklären, die behandelten Typen von Differenzialgleichungen manuell und teils unter Verwendung von Standard-Software lösen.
WOMIT
Der Kompetenzerwerb geschieht über Vorlesungen und Übungen. In den Übungen und Hausaufgaben lösen die Studierenden manuell und unter Einsatz von Standard-Software Differenzialgleichungen. Darüber hinaus wird das Selbststudium über Lehrbücher durch Inverted-Classroom-Elemente gefördert.
WOZU
Die im Modul vermittelten mathematischen Werkzeuge werden in den weiteren Veranstaltungen des Lernpfads “Modellbasierter Entwurf” benötigt. In der Berufspraxis werden sie u. a. bei der Modellbildung und Simulation von technischen Systemen und in der Regelungstechnik eingesetzt. Die Studierenden entwickeln ein Verständnis für die Ergebnisse gängiger Simulations-Werkzeuge, die Differenzialgleichungen lösen.
- Lineare Differenzialgleichungen und Anfangswertprobleme erster Ordnung
- Einführung in numerische Verfahren zum Lösen linearer Anfangswertprobleme
- Lineare Differenzialgleichungssysteme erster Ordnung mit konstanten Koeffizienten, dazu notwendige Konzepte aus der Linearen Algebra wie Determinanten, Eigenwerte und Eigenvektoren
- Lineare Differenzialgleichungen höherer Ordnung mit konstanten Koeffizienten
- Fourier- und Laplace-Transformation mit Anwendung auf Differenzialgleichungen und lineare zeitinvariante Systeme
Keine
Klausur, 120 Minuten
- Lothar Papula: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 2, Vieweg+Teubner, Wiesbaden, 2012, https://doi.org/10.1007/978-3-8348-8643-9
- Steffen Goebbels und Stefan Ritter: Mathematik verstehen und anwenden: Differenzial- und Integralrechnung, Lineare Algebra (Auflage 4, Band 1), Springer Spektrum, Berlin, 2023, https://doi.org/10.1007/978-3-662-68367-5
- Steffen Goebbels und Stefan Ritter: Mathematik verstehen und anwenden: Differenzialgleichungen, Fourier- und Vektoranalysis, Laplace-Transformation und Stochastik (Auflage 4, Band 2), Springer Spektrum, Berlin, 2023, https://doi.org/10.1007/978-3-662-68369-9