Erweiterte, modellbasierte Systemanalyse am Beispiel einer nasslaufenden Lamellenkupplung
Björn Bartholmai
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der erweiterten, modellbasierten Systemanalyse von Antriebsstrangbaugruppen. Im Speziellen wird die nasslaufende Lamellenkupplung und ihr Verhalten während des geregelten Betriebs untersucht. Um dynamische, schwingungsfähige Systeme mit nichtlinearem Verhalten zu untersuchen, hat sich die Modellbildung und Simulation des Versuchsobjekts bewährt. Da moderne Entwicklungsumgebungen wie Matlab/Simulink neben der physikalischen Modellbildung
auch die modellbasierte Programmierung von Echtzeitsystemen ermöglichen, ergeben sich viele Möglichkeiten, den Entwicklungs- und Validierungsprozess zu optimieren. Deshalb wird ein Entwicklungsansatz, der sich am Grundkonzept des Rapid Control Prototyping orientiert, auf die nasslaufende Lamellenkupplung angewandt.
Zunächst wird ein Modell der Kupplung gebildet und dieses durch Prüfstandsmessungen abgeglichen. Das Kupplungsmodell kann im Anschluss auf einem echtzeitfähigen Simulationsrechner während des Prüfstandbetriebs berechnet werden. Die zusätzlichen Informationen des Simulationsrechners können wiederum zur Verbesserung bestehender Regelungen dienen. Es wird eine Entwicklungsmethodik zur prüfstandsgetriebenen Systemanalyse mit dem Fokus des dynamischen Prüfstandsbetriebs und der damit verbundenen realitätsnahen Abbildung der späteren Einsatzbedingungen vorgestellt. Beim dynamischen Prüfstandsbetrieb muss nicht nur das Verhalten der Baugruppe, sondern auch das des Prüfstands selbst berücksichtigt werden. Deshalb fließen auch Prüfstandseffekte in die Modellbildung ein. Damit der Übergang von Simulation, Test und Validierung möglichst effizient und fehlerfrei erfolgen kann, wird ein Softwarekonzept geschaffen, mit dessen Hilfe die Modellbildung der physikalischen Systeme und die Programmierung der Softwarefunktionen fließend umsetzbar sind.
