HTW Chur: Telekommunikation und Informatik: Physik: Semesterinformation

P2.10: Praxis mit Dynasys

Lernziele:

  • Mit einem Systemdynamikwerkzeug (Dynasys) umgehen und lauffähige Simulationen mit Auswertungen herstellen können.

Ablauf:

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Einführung

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Starten von Dynasys:

Dynasys sollte auf dem Rechner installiert sein und unter "Start" aufgerufen werden können. Die Schule hat eine Campus-Lizenz, welche die Studieerenden berechtigt, das Programm auch auf ihrem Computer zu Hause zu installieren. Der Lizenznummer wird im Unterricht abgegeben.

Download von Dynasys unter: http://telecom.tlab.ch/~knoll/simu/dynasys.htm

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Parameterstudien:

Laden Sie das File Heizung (p210.zip) herunter, entpacken Sie es und starten Sie heizung1.dyn. Stellen Sie die Raumtemperatur, die Aussentemperatur und die Solltemperatur in einem Zeitdiagramm dar. Ändern Sie den Inhalt von T_aussen (Aussentempeeratur so, dass die Aussentemperatur von -10°C langsam auf 10°C steigt. Betrachten sie dann die Raumtemperatur. Probieren sie verschiedene weitere Modelle für die Aussentemperatur und ihren Einfluss auf die Kurve der Zimmertemperatur aus.

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Integrationsglieder

Ein Flusspfeil bildet zusammen mit einem behälteer ein "Integrrationsglied", d.h., dass man im Flusspfeil die 1. Ableitung angeben kann und im Behälter das Integral davon aufgezeichnet wird. Dabei ist der Startwert im Behälter gleich dem Wert der Integrationskonstanten. Das Beispiel zeigt diee Integration der linearen Funktion mit der Gleichung y = 2t - 3. Das Ergebnis ist eine quadratische Funktion (Parabel). (p210.zip)

In der Physik gibt es verschiedene Fälle, in denen zwei Grössen so verbunden siind wie die Ableitung und das Integral. So ist z.B. der Weg das Zeitintegral der Geschwindigkeit und die Geschwindigkeit das Integral der Beschleunigung. Zwischen elektrischem Strom und transportierter Ladung besteht eine gleichartige Beziehung.

Aufgaben:

  1. Gegeben ist die Beschleunigungs-Zeit-Funktion einer linearen Bewegung mit folgenden Werten: Während der ersten 10 s ist die Beschleunigung 0.1 m/s^2. Während der nächsten 5 Sekunden fällt die Beschleunigung auf 0 ab. Die Anfangsgeschwindigkeit beträgt -0.5 m/s. Der Startpunkt liegt bei 0 m. Es soll die Weg-Zeit-Kurve bestimmt werden.

  2. Der Kondensator (C = 200 µF) wird über einen Widerstand (R = 1000 Ohm) geladen. Die Spannung der Batterie U0 beträgt 12 V. Zeichnen sie die Ladekurve für die Spannung am Kondensator und für den Strom.

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Lösungen: p210a.zip

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Zusammenfassung

Literatur:


Links:

Systemdynamik am MIT: http://sysdyn.mit.edu
Günther Ossimitz (Universität Klagenfurt): http://www.uni-klu.ac.at/users/gossimit/sdyn/sdyn.htm
Walter Hupfeld, Einführung in die Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme: http://www.ham.nw.schule.de/projekte/modsim/Einfuehrung/index1.htm
System Dynamics Forum der Universität Mainz: http://prod-org.bwl.uni-mainz.de/sd/sdmain.htm

Bezugsquellen für Software:
Dynasys: http://www.ham.nw.schule.de/projekte/modsim/download/dynasys.zip
Stella: http://www.hps-inc.com
Powersim: http://www.powersim.com
Vensim: http://www.vensim.com
Extend: http://www.imaginethatinc.com

8.4.2002 kn