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9 1. Systemanalyse: Eine Einfuhrung 1. 0 Oberblick Unsere Wirklichkeit wird nieht so sehr gepdigt durch die Einzelfunktionen ihrer vielen Bestandteile, sondern vielmehr durch deren Zusammenwirken. Manche Kom- ponenten wirken stark aufeinander, andere nur schwach, weitere schlief3lich haben iiberhaupt nichts miteinander zu tun. Wir verwenden das Wort 'System', urn damit eine Anzahl von Bestandteilen abzugrenzen, die untereinander relativ stark, mit ihrer gemeinsamen Systemumwelt aber nur relativ schwach interagieren und das so, daf3 man dem beobachteten VerhaIten dieses Systems einen 'Zweck' zuordnen kann. Bei niiherer Betrachtung ist unsere Realitiit voll solcher Systeme, und sogar voller Sy- sterne von Systemen: Menschen, Tiere, Pflanzen, Okosysteme, Maschinen, Fabriken, Stiidte, Staaten. Urn die Rolle der Systemanalyse zu dlskutieren, befassen wir uns hier beispielhaft mit den komplexesten dieser Systeme: mit natiirlichen Systemen (Orga- nismen und Okosystemen). 1m Laufe der Evolution haben nur diejenigen natiirlichen Systeme iiberleben konnen, denen es gelungen ist, System prozesse zu entwickeln, die ihre Erhaltung sichern, d. h., die die Fiihigkeit erworben haben, auch unter schwierigen und unerwarteten Bedin- gungen zu iiberleben. Allerdings sind die meisten natiirlichen Systeme nicht in der Lage, erfolgreich mit den schweren Storungen fertigzuwerden, die ihnen durch den hohen Ressourcenverbrauch und die Umweltbelastungen der modernen Gesell- schaften aufgezwungen werden. Urn die Zerstorung der okologischen Basis und der natiirlichen Ressourcen zu vermeiden, mussen wir lernen, diese Systeme in ihrem Verhalten besser zu verstehen und die Folgen unserer Handlungen zuverliissig abzu- schiitzen. Das Werkzeug fur diese Aufgabe ist die Systemanalyse.

Full Product Details

Author:   Hartmut Bossel
Publisher:   Springer Fachmedien Wiesbaden
Imprint:   Vieweg+Teubner Verlag
Edition:   1987 ed.
Dimensions:   Width: 17.00cm , Height: 1.70cm , Length: 24.40cm
Weight:   0.555kg
ISBN:  

9783528045661

ISBN 10:   3528045663
Pages:   312
Publication Date:   01 January 1987
Audience:   Professional and scholarly ,  Professional & Vocational
Format:   Paperback
Publisher's Status:   Active
Availability:   In Print  
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Language:   German

Table of Contents

0. UEberblick und Vorbemerkungen.- 1. Systemanalyse: Eine Einfuhrung.- 1.0 uberblick.- 1.1 Allgemeine Systemkonzepte.- 1.2 Beschreibung eines Systems durch ein Modell.- 1.3 Nachweis der Modellgultigkeit.- 1.4 Zwei unterschiedliche Modellansatze: Statistische und strukturtreue Modelle.- 1.5 Elemente dynamischer Systeme.- 1.6 Erfassung der wesentHchen Aspekte.- 1.7 Regelung in grossen Systemen.- 1.8 Schritte der Systemanalyse und der SystemmodeUierung.- 1.9 Zustandsgroessen und ihre Berechnung.- 1.10 Grosse Systemmodelle.- 1.11 Verhaltensweisen dynamischer Systeme.- 1.12 Verwendung von Systemmodellen.- 2. Grundwissen der Modellbildung und Simulation.- 2.1 UEberblick.- 2.1 Einfuhrung in die Programmierung und die Programmiersprache BASIC.- 2.2 Pulsdynamik: Emflusse von Systemstruktur und Systemparametern.- 2.3 Zustandsgroessen und ihre Veranderungsraten: Wachstum einer Bevoelkerung.- 2.4 Szenarien: Antworten auf die Frage 'Was ware, wenn.- 2.5 Mehr als eine Zustandsgroesse: Die Moeghchkeit von Schwingungen.- 2.6 Nichtlineare Systeme: UEberraschendes Verhalten bei einfachen Strukturen.- 2.7 Darstellung beliebiger Beziehungen: Tabellenfunktionen.- 2.8 Reihenfolge der Modellanweisungen.- 2.9 Das DYS AS-Verfahren zur Simulation dynamischer Systeme.- 2.10 Verwendung von DYSAS: Ein Bevoelkerungsmodell mit vier Altersgruppen.- 3. Verhalten und Stabilitat dynamischer Systeme.- 3.0 UEberbUck.- I. Systemgleichungen und Blockdiagramm.- 3.1 Gleichwertige Darstellungsweisen.- 3.2 Umformung in ein System von Zustandsgleichimgen 1. Ordnung.- 3.3 Elementares Blockdiagranmi eines dynamischen Systems.- 3.4 Systembloecke und Simulationsdiagramm.- Umwelteinwirkungen und Systemparameter.- Zustandsraten und Ausgangsgroessen.- Systemzustande.- 3.5 Anwendungen: Simulationsdiagramme und Zustandsgieichungen fur einige lineare und nichtlineare dynamische Systeme.- (1) Integration einer Zeitfunktion.- (2) Integration mit Ruckkopplung.- (3) Zweifache Integration einer Zeitfunktion u(t).- (4) Zwei linear verkoppelte Zustandsgroessen.- (5) Nichtlineares Pendel.- (6) Van der Pol Oszillator.- (7) Relaxationsoszillator.- (8) Rauber-Beute-System.- II. Grundmuster des Verhaltens dynamischer Systeme.- 3.6 Zustandsgieichung und Systemdynamik.- 3.7 Gleichgewichtspunkte.- 3.8 Verhalten und Stabilitat linearer Systeme erster und zweiter Ordnung.- Einzehie Zustandsgroesse.- Zwei ungekoppelte emzelne Zustandsgroessen.- Zwei gekoppelte Zustandsgroessen.- Zwei ungekoppelte Zustandsgroessen.- Zwei verkoppelte Zustandsgroessen ohne Dampfung.- Zwei verkoppelte Zustandsgroessen mit Dampfung.- Zusammenfassung der Verhaltensmoeghchkeiten eines Hnearen Systems mit zwei Zustandsgroessen.- 3.9 Stabilitat und Verhalten Hnearer Systeme hoeherer Ordnung.- 3.10 Verhalten nichtlinearer Systeme; Linearisierimg.- 3.11 Anwendungen der Lmearisierung.- Nichtlineares Pendel.- Wachstum mit Sattigung.- 3.12 Attraktoren.- Grenzzyklen.- Tori.- Chaotische Attraktoren.- 3.13 Strukturveranderung von Systemen.- III Einfluss der Systemstruktur auf Verhalten und Stabilitat: Untersuchungen mit dem Programmen 'SYSANT' und 'GLODYS'.- 3.14 UEberblick: Simulation zweidimensionaler Systeme.- 3.15 Systemantwort als Funktion von Integratorzahl, Ruckkopplungsparametern, Anfangsbedingungen und Anregefunktion - Untersuchungen mit dem Programm 'SYSANT'.- Verwendung des Programms SYSANT.- (1) Ein Integrator, keine Ruckkopplung.- (2) Ein Integrator, mit Ruckkopplung.- (3) Zwei Integratoren, keine Ruckkopplung.- (4) Zwei Integratoren, mit Ruckkopplung.- 3.16 Verhalten Hnearer und nichtlinearer Systeme mit zwei Zustandsgroessen als Funktion von Ruckkopplung und Anfangsbedingungen: Untersuchungen mit dem Programm GLODYS.- Verwendung des Programmes GLODYS.- (1) Lineare Systeme.- (2) Nichtlineares Pendel.- (3) Van der Pol Schwmger.- (4) Rauber-Beute-System.- (5) Relaxations-Schwdngkreis.- 4. Simulationsmodelle.- 4.0 UEberblick.- 4.1 Lagerhaltung mit Verkauf, Bestellung und Auftragsbestand.- Kurzbeschreibung.- Problembeschreibung.- Modellbeschreibung.- Simulationsergebnisse.- 4.2 Stabilisierung eines instabilen Systems durch Regelung.- Kurzbeschreibung.- Problembeschreibung.- Modellbeschreibung.- Simulationsergebnisse.- 4.3 Systemdynamik einer Teichwirtschaft.- Kurzbeschreibung.- UEberblick.- Teihnodell 'Algen'.- Teihnodell Tische'.- Teihnodell 'Organische Abfalle und Nahrstoff.- Das Fischteich-Modell: Zusanunenfugen der Teilmodelle.- Simulationsergebnisse fur das Modell 'Fischteich'.- Diskussion der Modellergebnisse.- 4.4 Entwicklung eines Nadelbaums unter Schadstoffbelastimg.- Kurzbeschreibung.- Problembeschreibung.- Modellbeschreibung.- Simulationsergebnisse.- Zusammenfassung der Simulationsergebnisse.- Modellgultigkeit.- Schlussfolgerungen.- 4.5 Dynamische Simulation mit partiellen Differentialgleichungen.- Kurzbeschreibimg.- Problembeschreibung.- Die Methode der Integralrelationen.- Modellbeschreibung.- Simulationsergebnisse.- 5. Anhang.- 5.1 Weiterfuhrende Literatur.- 5.2 Programme.- DYS AS.- SYSANT.- SYSANT.- GLODYS.

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