| Vorwort | 6 |
| Inhaltsverzeichnis | 8 |
| 1 Einleitung | 12 |
| 2 Grundlagen der Elektrotechnik | 15 |
| 2.1 Gleichstromnetzwerke | 15 |
| 2.1.1 Hydraulisch-elektrische Analogiebetrachtung | 17 |
| 2.1.2 Ohm’sches Gesetz, Knoten- und Maschenregel | 22 |
| 2.1.3 Spannungs- und Stromquelle | 34 |
| 2.1.4 Superposition | 42 |
| 2.1.5 Knotenpotenzialverfahren | 45 |
| 2.2 Elektrisches Feld | 54 |
| 2.2.1 Elektrische Feldstärke und elektrischer Fluss | 55 |
| 2.2.2 Kapazität | 58 |
| 2.2.3 Feldeffekt-Transistor | 62 |
| 2.3 Magnetisches Feld | 65 |
| 2.3.1 Magnetischer Fluss und magnetischer Kreis | 66 |
| 2.3.2 Induktionsgesetz und Selbstinduktivität | 76 |
| 2.3.3 Kraftwirkungen im Magnetfeld | 84 |
| 2.4 Wechselstromnetzwerke | 89 |
| 2.4.1 Darstellung im Zeitbereich | 90 |
| 2.4.2 Komplexe Wechselstromrechnung | 92 |
| 2.4.3 Netzwerke an veränderlicher Frequenz | 99 |
| 2.4.4 Schein-, Wirk- und Blindleistung | 103 |
| 2.5 Nichtharmonische periodische Signale | 105 |
| 2.5.1 Fourier-Analyse und Spektrum | 105 |
| 2.5.2 Fourier-Transformation | 108 |
| 2.6 Transiente Vorgänge | 110 |
| 2.6.1 Analyse transienter Vorgänge im Zeitbereich | 111 |
| 2.6.2 Laplace-Transformation | 115 |
| 2.7 Literatur | 121 |
| 3 Grundlagen der Modellbildung | 122 |
| 3.1 Mechanische Strukturen | 122 |
| 3.1.1 Einmassenschwinger | 123 |
| 3.1.2 Zweimassenschwinger | 128 |
| 3.1.3 Beschreibung in modalen Koordinaten | 131 |
| 3.2 Thermalanalyse | 134 |
| 3.2.1 Grundlagen der Thermalanalyse | 134 |
| 3.2.2 Thermische Mehrkörpersysteme | 137 |
| 3.3 Elektrochemische Energiespeicher und Wandler | 141 |
| 3.3.1 Akkumulatoren | 141 |
| 3.3.2 Brennstoffzelle | 144 |
| 3.4 Literatur | 145 |
| 4 Simulation mechatronischer Systeme | 146 |
| 4.1 Modellbildung | 147 |
| 4.2 Systemidentifikation und messtechnische Validierung | 153 |
| 4.3 Ingenieurwissenschaftliche Softwarewerkzeuge | 157 |
| 4.3.1 MATLAB | 158 |
| 4.3.2 Simulink | 166 |
| 4.3.3 MATLAB-/Simulink-Kurzreferenz mit Beispielen | 170 |
| 4.4 Literatur | 177 |
| 5 Elektrische Antriebstechnik | 179 |
| 5.1 Gleichstrommaschine | 180 |
| 5.1.1 Permanentmagnetisch erregte Gleichstrommaschine | 181 |
| 5.1.2 Elektronisch kommutierte Gleichstrommaschine | 193 |
| 5.2 Drehfeldmaschinen | 203 |
| 5.2.1 Vom Drehstrom zum Drehfeld | 203 |
| 5.2.2 Asynchronmaschine | 205 |
| 5.2.3 Synchronmaschine | 213 |
| 5.3 Bewegungswandler und Antriebsanpassung | 220 |
| 5.3.1 Reihengesetzmäßigkeiten elektrischer Maschinen | 220 |
| 5.3.2 Bewegungswandler | 222 |
| 5.4 Workshop BLDC-Motor | 227 |
| 5.4.1 Motorbetrieb | 228 |
| 5.4.2 Bremsbetrieb | 233 |
| 5.5 Literatur | 234 |
| 6 Ansteuerung elektrischer Antriebe | 235 |
| 6.1 Regelstrecke und Spannungssteuerung | 236 |
| 6.2 Strom- und Momentenregler | 238 |
| 6.3 Drehzahl- und Geschwindigkeitsregler | 241 |
| 6.4 Feldorientierte Regelung | 248 |
| 6.5 Positionsregler und Führungsgrößengenerierung | 255 |
| 6.6 Workshop Antriebssimulation | 258 |
| 6.6.1 Spannungsgesteuerter DC-Motor | 259 |
| 6.6.2 DC-Motor mit PI-Drehzahlregelung | 262 |
| 6.6.3 DC-Motor mit kaskadierter Lageregelung | 264 |
| 6.6.4 DC-Motor mit elastisch angekoppelter Last | 266 |
| 6.6.5 Lagegeregelte Servoachse mit elastischer Last | 269 |
| 6.7 Literatur | 272 |
| 7 Elektrifizierte Fahrzeugantriebe | 273 |
| 7.1 Fahrzeug-Längsmodell | 274 |
| 7.1.1 Prinzipieller Aufbau des Längsmodells | 274 |
| 7.1.2 Zugkraft und Lastmodell | 277 |
| 7.1.3 Antriebsstrangmodell | 279 |
| 7.1.4 Fahrermodell und Lastzyklus | 282 |
| 7.1.5 Implementierung in Simulink | 286 |
| 7.2 Elektrifizierte Traktionsantriebe | 292 |
| 7.2.1 Antriebskennlinie | 293 |
| 7.2.2 Reichweitenabschätzung | 294 |
| 7.2.3 Analytische Verbrauchsabschätzung | 296 |
| 7.3 Hybridfahrzeuge | 300 |
| 7.3.1 Betriebsarten von Parallelhybriden | 302 |
| 7.3.2 Nachhybridisierung von Pkw | 306 |
| 7.3.3 Hybridisierungspotenziale von Nutzfahrzeugen | 310 |
| 7.4 Workshop elektrifizierte Ultraleicht-Fahrzeuge | 318 |
| 7.5 Literatur | 324 |
| Sachwortverzeichnis | 326 |
