Objektorientierte Modellierung mechatronischer Systeme
(Wahlfach im Studiengang Elektrotechnik)
71353 (2 1 - im WS, WA)
Vorlesung: Ort: 1903 Zeit: Di, 15.45 - 17.15 Uhr
Übung: Ort: 1903 Zeit: Di, 17.15 - 18.00 Uhr
Betreuung: Dr.-Ing. Martin Otter, DLR Oberpfaffenhofen
Alexander Kleimaier
Beginn: Dienstag, 16.10.2001, 15.45 Uhr
Inhalt:

Ziel:
Multidisziplinäre Modellierung und Simulation großer Systeme mit mechanischen, elektrischen, thermischen und regelungstechnischen Komponenten im Hinblick auf Hardware-in-the-Loop Simulation und "embedded control". Beispiele:

AVDS Flight Simulator with Modelica Models
Flugsimulator
Dallara racing car modeled with Modelicas multi-body library
Fahrzeug
detailed robot Modelica model for realtime applications
Roboter
detailed automatic gear box Modelica model
Automatikgetriebe

Kontinuierliche Systeme:
Signal- und Energie-Fluß, Objektdiagramm als Verallgemeinerung von Blockdiagramm und Bondgraph (Beispiele), Modellierung von elektrischen Schaltungen, Antriebssträngen, 3D-mechanischen Systemen, Wärmeleitung und Ein/Ausgangsblöcken, Differential-Algebraische Gleichungen (DAE), lineare DAEs, singuläre DAEs, Index einer DAE, Index-Reduktionsmethoden, überbestimmte DAEs, schwach besetzte Gleichungssysteme, BLT-Transformation, Tearing, Code-Generierung für DAEs bei Echtzeit-Anwendungen, automatisierte Erstellung von nichtlinearen inversen Systemmodellen für die nichtlineare Regelung, Integrationsverfahren.

Unstetige und strukturvariable Systeme:
Zeit- und Zustandsereignisse; endliche Automaten und Petrinetze; effiziente Behandlung vieler Schaltelemente; Synchronisierung von Ereignissen; konsistenter Schaltzustand; Ereignisbehandlung bei Echtzeit-Anwendungen; Modellierung idealer Elemente wie idealer elektrischer Schalter, Diode, Thyristor, Coulomb-Reibung; Modellierung schaltender Aktuatoren, wie Kupplungen, Getriebe, Stromrichter-Stellglieder. Die Vorlesung wird durch Übungen am Rechner unterstützt (Übungsstunde).

Beispiele und Übungen werden mit der Simulationssoftware Dymola der schwedischen Firma Dynasim auf der Basis der Modellierungssprache Modelica durchgeführt. (Beispiele: Modelica-Gesamtmodell eines Roboters, Modelica Bibliotheken). Dymola kann sehr gut in Kombination mit Matlab und Simulink verwendet werden, wobei für die schwierigen physikalischen Systemteile Modelica/Dymola und für die Regelung, Simulation und Analyseverfahren Matlab/Simulink verwendet wird. Studenten der Vorlesung erhalten die Dymola Simulationssoftware mit einer PC-Lizenz für das Wintersemester um die Übungsaufgaben bearbeiten zu koennen. Falls kein eigener PC zur Verfügung steht, können die Übungen auch auf PCs vom Lehrstuhl für elektrische Antriebssysteme durchgeführt werden.

Literatur:
Termine: 16.10., 23.10., 30.10., 6.11., 20.11., 27.11., 4.12., 11.12., 18.12., 8.1., 15.1., 22.1., 29.1., 5.2. (der Termin am 13.11. entfällt).

Prüfungstermine

Prüfungsergebnisse

UnivIS: Objektorientierte Modellierung mechatronischer Systeme

Webmaster , 15. April 2002