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Hybride Modellierung der Dynamik technischer Systeme auf Basis von Diskrepanzen / von Meike Claudia Wohlleben ; Referent: Prof. Dr.-Ing. habil. Walter Sextro, Koreferent: Prof. Dr. Sebastian Peitz. Paderborn, 2026
Inhalt
- Nomenklatur
- 1 Einleitung
- 2 Grundlagen und Stand der Technik
- 2.1 Dynamik technischer Systeme
- 2.2 White-Box-Modellierung
- 2.2.1 Physikalische Grundgleichungen
- 2.2.2 Mehrkörpersysteme
- 2.2.3 Systemparameter
- 2.2.4 Numerische Integrationsverfahren
- 2.2.5 Vor- und Nachteile
- 2.3 Black-Box-Modellierung
- 2.3.1 Verfahren
- 2.3.1.1 Entscheidungsbäume
- 2.3.1.2 Support Vector Machines
- 2.3.1.3 Neuronale Netze
- 2.3.1.4 Gauß-Prozess-Regression
- 2.3.1.5 Ensembles
- 2.3.2 Training
- 2.3.3 Regression Learner App
- 2.3.4 Vor- und Nachteile
- 2.4 Gray-Box-Modellierung
- 2.4.1 Verfahren
- 2.4.1.1 Physikalisch Informierte Neuronale Netze
- 2.4.1.2 Sparse Identification of Nonlinear Dynamics
- 2.4.2 Light-Gray-Box-Modellierung
- 2.4.3 Dark-Gray-Box-Modellierung
- 2.4.4 Hybride Modellierung
- 2.4.5 Zusammenfassung
- 2.5 Hybride Modellierung auf Basis von Diskrepanzen
- 3 Methoden
- 3.1 Kontinuierliche Verfahren
- 3.1.1 Kraftbasiertes h-Verfahren
- 3.1.2 Kontinuierliches -Verfahren
- 3.1.3 Kontinuierliches -Verfahren
- 3.2 Diskrete Verfahren
- 3.3 Hybride Modellierung auf Komponentenebene
- 4 Anwendungen
- 4.1 Drei-Massen-Schwinger
- 4.1.1 Referenzmodell
- 4.1.1.1 Kraftbasiertes kontinuierliches h-Verfahren
- 4.1.1.2 Kontinuierliches -Verfahren
- 4.1.1.3 Kontinuierliches -Verfahren
- 4.1.1.4 Diskretes x-Verfahren
- 4.1.1.5 Diskretes y-Verfahren
- 4.1.1.6 Ergebnisse
- 4.1.2 Numerische Lösung
- 4.1.3 Generalisierungsfähigkeit
- 4.1.4 Modellstruktur
- 4.1.4.1 Optimierte Systemparameter
- 4.1.4.2 Parameterunsicherheiten
- 4.1.4.3 Lineares White-Box-Modell
- 4.1.4.4 Stark reduziertes White-Box-Modell
- 4.1.5 Unsicherheiten
- 4.1.6 Erkenntnisse
- 4.2 Doppelpendel
- 4.3 Gelenkviereck
- 4.4 Stoßdämpfer
- 4.5 Gummi-Metall-Lager
- 4.5.1 White-Box-Modell
- 4.5.2 Messungen
- 4.5.3 Hybride Modelle
- 4.5.3.1 Reduziertes White-Box-Modell
- 4.5.3.2 Hybrides Modell mit drei Eingängen
- 4.5.3.3 Hybrides Modell mit zwei Eingängen
- 4.5.3.4 Regimebasiertes hybrides Modell
- 4.5.4 Zusammenfassung
- 4.6 Zusammenfassung
- 5 Zusammenfassung und Ausblick
- Literatur
- A Verwendete Hard- und Software
- B Drei-Massen-Schwinger
- C Doppelpendel
- D Gelenkviereck
- E Gummi-Metall-Lager