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In der vorliegenden Arbeit wird eine Synthese durch Wei terentwicklung zweier bekannter, leistungsfahiger Metho den zur Behandlung komplexer Systeme versucht. Dabei wird die Schaffung eines wirkungsvollen Instrurnentes fur die Untersuchung interdisziplinarer Systeme angestrebt. Unter interdisziplinaren Systernen werden hier Systerne verstanden, die aus Teilsystemen verschiedener Disziplinen aufgebaut sind; die Teilsysteme konnen z.B. elektrischer, transla tions- oder rotationsmechanischer, oder auch hydraulischer Art sein. Obschon die Ueberlegungen fur die Erarbeitung der Grundlagen vorlaufig auf die eben aufgezahlten Gebiete be schrankt wurden, sind Erweiterungen auf andere Gebiete ohne weiteres moglich. Eine der erwahnten Methoden ist die Darstellung von Syste men durch Bonddiagramme. Die Bonddiagrarnrne wurden von H.PAYNTER Anfang der GOer Jahre eingefuhrt. Es sind Dia gramme zur Darstellung von Energieflussen, gegebenenfalls auch des Austausches von Signalen, zwischen Systernelernenten und Systernteilen. Bonddiagrarnrne konnen damit als nutzliches Bindeglied zwischen Regelungstechnik und Energietechnik be nutzt werden. In didaktischer Hinsicht fordern Bonddiagramme die Einsicht in technische und physikalische Zusammenhange aufgrund der zur Beschreibung der Leistungsflusse verwende ten Leistungsvariablen, die nicht nur rein mathematische, sondern echt physikalische Bedeutung haben. Gerade die all gemein definierten Leistungsvariablen und die mit ihrer Hil fe definierten allgemeinen Systemelemente sind sehr gut ge eignet fur die Untersuchung interdisziplinarer Systeme.
List of contents
1: Grundlagen der Bonddiagramme.- 1.1. Eigenschaften von Darstellungsarten technischer Systeme.- 1.2. Bonddiagramme, eine sehr allgemeine Darstellungsart technischer Systeme.- 1.3. Vereinfachung von Bonddiagrammen.- 2: Systemmodelle.- 2.1. Bonddiagramme und Algebra der Strukturzahlen.- 2.2. Das mengentheoretische System als allgemeines Systemmodell.- 2.3. Das topologische Systemmodell.- 2.4. Das konkrete Systemmodell.- 3: Grundbegriffe der Strukturzahlentheorie.- 3.1. Zerlegung eines topologischen Systems.- 3.2. Die Strukturzahl und ihr geometrisches Bild.- 3.3. Algebra der Strukturzahlen.- 3.4. Die komplementäre Strukturzahl und ihr geometrisches Cobild.- 3.5. Bestimmung der Strukturzahl eines zusammenhängenden topologischen Systems.- 3.6. Die Determinantenfunktion.- 3.7. Algebraische Ableitung, algebraische Coableitung und Konjunktion.- 3.8. Die Gleichzeitigkeitsfunktion.- 4: Entwurf einer Theorie der Strukturzahlen für Bonddiagramme.- 4.1. Leistungsvariablen.- 4.2. Gebietsspezifische Leistungsvariablen.- 4.3. Impedanzen und Admittanzen als Bindeglieder zwischen der Strukturzahlentheorie und den Bonddiagrammen.- 4.4. Analyse passiver Systeme mit der Methode der Strukturzahlen.- 4.5. Bestimmung der Strukturzahl eines Bonddiagramms.- 5: Anwendungsbeispiele.- 5.1. Bonddiagramme, Zustandsvariablen und Strukturzahlen.- 5.2. Methode der Zustandsvariablen für Bonddiagramme.- 5.3. Der Uebertragungsoperator G(D).- 5.4. Aufbau von Bonddiagrammen.- 5.5. Ein elektrisches Netzwerk: die Brückenschaltung.- 5.6. Trans lationsmechanisches System: Vereinfachtes Modell eines Auto-Aufhängungssystems.- 5.7. Ein rotationsmechanisches System.- 5.8. Hydraulisches System mit inkompressibler Flüssigkeit.- 5.9. Ein elektromechanisches System: Elektromotor mit Getriebe und Last.- 6:Interaktive Systemanalyse mit dem Computer.- 6.1. Computerprogramme zur Bestimmung der Primzahlen und der Strukturzahl A.- 6.2. Programme zur Bestimmung der Systemantwort bei gegebenem Eingangssignal.
