Medizintechnik

Die perfekte Kombination aus ingenieurtechnischen Inhalten und medizinischen Fragestellungen. Technik für den Menschen – Technik, die begeistert!

Modulhandbuch

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Numerische Simulation

Empfohlene Vorkenntnisse
  • routinierter Umgang mit MATLAB
  • Erfahrungen in der Programmierung von MATLAB-Skripten


Die notwendigen Voraussetzungen können durch Besuch der Lehrveranstaltungen „Labor Computeralgebrasystem I und II“ des Bachelor-Studiengangs Medizintechnik der Hochschule Offenburg erworben werden.

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Nach erfolgreichem Besuch dieses Moduls

  • verfügen die Studierenden über vertiefte Kenntnisse im Umgang mit MATLAB und Simulink,
  • sind die Studierenden in der Lage, komplexe Algorithmen in Form von MATLAB-Skripten und Simulink-Modellen umzusetzen,
  • kennen die Studierenden die Möglichkeiten und Grenzen des Computeralgebrasystems MATLAB und des darauf aufbauenden Simulationswerkzeugs Simulink,
  • haben die Studierenden gelernt, MATLAB und Simulink auf hohem Niveau gewinnbringend einzusetzen,
  • verfügen die Studierenden über fundiertes Wissen darüber, wie sich dynamische Systeme in MATLAB und Simulink realisieren und simulieren lassen.

 

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90h
Workload 150h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur (K90) + Laborarbeit (LA)

Leistungspunkte Noten

5 ECTS

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Harald Hoppe

Empf. Semester 2
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Master Medizintechnik

Veranstaltungen

Numerische Simulation mit MATLAB und Simulink

Art Vorlesung
Nr. EMI2507
SWS 0.5
Lerninhalt

MATLAB:

  • Differentialgleichungen
  • Komplexe Datenstrukturen: cell arrays, structure arrays, etc.
  • Objektorientierte Programmierung
  • Profiler
  • Programmierung grafischer Benutzeroberflächen mit GUIDE
  • Control System Toolbox
  • Signal Processing Toolbox
  • Optimization Toolbox


Simulink:

  • Konstruktion von Block-Schaltbildern
  • Parametrisierung von Simulink-Blöcken
  • Variablenübergabe zwischen MATLAB und Simulink
  • Lösung von Differentialgleichungen
  • Lineare und nichtlineare Systeme
  • Regelkreise
  • Beispiele zur Simulation dynamischer Systeme
Literatur
  • W. D. Pietruszka: MATLAB und Simulink in der Ingenieurpraxis: Modellbildung, Berechnung und Simulation, 3. Auflage 2012, Vieweg + Teubner.
  • O. Beucher: MATLAB und Simulink: Eine kursorientierte Einführung, 1. Auflage 2013, mitp Professional.
  • A. Angermann, M. Beuschel, M. Rau, U. Wohlfarth: MATLAB – Simulink – Stateflow: Grundlagen, Toolboxen, Beispiele, 7. Auflage 2011, Oldenbourg Verlag.
  • H. Scherf: Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme: Eine Sammlung von Simulink-Beispielen, 4. Auflage 2009.

Labor Numerische Simulation mit MATLAB und Simulink

Art Labor
Nr. EMI2508
SWS 3.5
Lerninhalt

MATLAB:

  • Programmierung von Basisklassen zur Verwaltung und Verarbeitung medizinscher Bilddaten
  • Programmierung einer grafischen Benutzeroberfläche zur Anzeige von und Interaktion mit medizinischen Bilddaten
  • Simulation und Auswertung von Ultraschallsignalen mit kodierter Anregung
  • Beispiele zur Optimierung von Funktionen


Simulation dynamischer Prozesse in Simulink:

  • Fallschirmspringer
  • Doppelpendel
  • freie, ungedämpfte, gedämpfte und erzwungene Schwingungen
  • Kinematik von Mehrkörpersystemen
  • RC-Tiefpass
  • Elektrischer Schwingkreis
  • Drehzahlregelung

 

Literatur

Pietruszka, W.D., MATLAB und Simulink in der Ingenieurpraxis: Modellbildung, Berechnung und Simulation, 3. Auflage, Vieweg + Teubner, 2012
Beucher, O., MATLAB und Simulink: Eine kursorientierte Einführung, mitp Professional, 2013
Angermann, A., Beuschel, M., Rau, M., Wohlfarth, U., MATLAB - Simulink - Stateflow, Grundlagen, Toolboxen, Beispiele, 7. Auflage, Oldenbourg Verlag, 2011
Scherf, H., Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme: Eine Sammlung von Simulink-Beispielen, 4. Auflage, 2009

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