Ein kleiner Junge verschwindet vor aller Augen. Niemand weiß, wo er ist. Niemand weiß, wer er ist. Die ganze Stadt könnte wegschauen, wie immer. Doch diesmal tut sie es nicht. – Freitagmorgen, in einer Spedition klingelt das Telefon. Am anderen Ende der Leitung: ein Kind namens Robbie. Irgendwo im Hasenberg, einer gesichtslosen Plattenbausiedlung, hält er sich allein in einer Wohnung auf. Nein, nicht ganz allein, denn da sei ein Räuber, sagt er. Er klingt ängstlich und will zu seiner »Mamilina«. Kriminalhauptkommissarin Floralie Buchta, bekannt für ihren ruppigen Ton, ihre hemdsärmeligen Ermittlungsmethoden und traumhaften Aufklärungsquoten, nimmt die Sache ernst und die Ermittlungen auf …
Aktualisiert: 2023-05-18
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Für die Entwicklung, Regelung und Optimierung technischer Systeme stellt die modellbasierte Simulation ein wichtiges Hilfsmittel dar. Dabei sind in vielen Anwendungen niedrige Simulationszeiten essentiell. Eine Simulation besteht zum einen aus dem Modell des technischen Systems und zum anderen aus einem numerischen Lösungsverfahren. Für eine effiziente Simulation sollte das verwendete Modell so einfach wie möglich sein, um den interessierenden physikalischen Effekt noch abbilden zu können, jedoch nicht einfacher. In der Regel werden von einem technischen System während des Entwicklungsprozesses mehrere Modelle benötigt. Die einfache Verfügbarkeit komplexer Modelle legt es nahe, die Modellbildung lediglich für das komplexeste Modell zu betreiben und alle weiteren Modelle durch Modellreduktion aus diesem zu generieren. In dieser Arbeit wird ein geeignetes Modellreduktionsverfahren entwickelt und in eine objektorientierte Simulationsumgebung integriert.
Das verwendete Modellreduktionsverfahren basiert darauf, ausgehend von einem vorgegebenen Szenario den Einfluss der in den Modellgleichungen enthaltenen mathematischen Terme zu schätzen. Anhand ihres geschätzten Einflusses auf das Simulationsergebnis werden die Terme anschließend sortiert und manipuliert (beispielsweise linearisiert oder vernachlässigt). Ein besonderer Schwerpunkt liegt weiterhin auf der Generierung von Modellen für die Echtzeitsimulation.
Die Leistungsfähigkeit des Verfahrens wird anhand bekannter Modelle aus der Fahrdynamik eindrucksvoll gezeigt. Darüber hinaus wurde im Rahmen der Arbeit ein komplexes Modell einer Baumaschine generiert und anschließend für Echtzeitsimulationen reduziert. Außerdem dient das Modellreduktionsverfahren als Basis für einen Ansatz zur Erstellung generischer Modelle.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Ein kleiner Junge verschwindet vor aller Augen. Niemand weiß, wo er ist. Niemand weiß, wer er ist. Die ganze Stadt könnte wegschauen, wie immer. Doch diesmal tut sie es nicht. – Freitagmorgen, in einer Spedition klingelt das Telefon. Am anderen Ende der Leitung: ein Kind namens Robbie. Irgendwo im Hasenberg, einer gesichtslosen Plattenbausiedlung, hält er sich allein in einer Wohnung auf. Nein, nicht ganz allein, denn da sei ein Räuber, sagt er. Er klingt ängstlich und will zu seiner »Mamilina«. Kriminalhauptkommissarin Floralie Buchta, bekannt für ihren ruppigen Ton, ihre hemdsärmeligen Ermittlungsmethoden und traumhaften Aufklärungsquoten, nimmt die Sache ernst und die Ermittlungen auf …
Aktualisiert: 2023-05-10
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Ein kleiner Junge verschwindet vor aller Augen. Niemand weiß, wo er ist. Niemand weiß, wer er ist. Die ganze Stadt könnte wegschauen, wie immer. Doch diesmal tut sie es nicht. – Freitagmorgen, in einer Spedition klingelt das Telefon. Am anderen Ende der Leitung: ein Kind namens Robbie. Irgendwo im Hasenberg, einer gesichtslosen Plattenbausiedlung, hält er sich allein in einer Wohnung auf. Nein, nicht ganz allein, denn da sei ein Räuber, sagt er. Er klingt ängstlich und will zu seiner »Mamilina«. Kriminalhauptkommissarin Floralie Buchta, bekannt für ihren ruppigen Ton, ihre hemdsärmeligen Ermittlungsmethoden und traumhaften Aufklärungsquoten, nimmt die Sache ernst und die Ermittlungen auf …
Aktualisiert: 2023-05-09
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Die Entwicklung hochgradig digitalisierter Produkte und Anlagen stellt Hersteller vor die Herausforderung, die steigende technische Komplexität zu beherrschen. Dabei helfen Digitale Zwillinge. Die entwicklungsbegleitende Verifizierung, deren Aufgabe die Sicherstellung eines fehlerfrei funktionierenden Produktes ist, ist darin bislang unterrepräsentiert. Um dies zu ändern, muss das physikalische und steuerungstechnische Verhalten ebenfalls berücksichtigt werden, wofür die Inklusion multiphysikalischer Simulationsmodelle nötig ist. In dieser Arbeit wird daher eine objektorientierte, Modelica-basierte Modellarchitektur zur Implementierung solcher Digitaler Zwillinge eingeführt. Diese bilden das bislang fehlende Modellverhalten ab und verfügen darüber hinaus über eine modulare, vielseitig konfigurierbare Struktur. Auf diese Weise kann das komplexe Wechselspiel der Systemkomponenten und verschiedener Systemkonfigurationen in den verschiedenen Entwurfs- und Integrationsphasen der Entwicklung virtuell analysiert und abgesichert werden. Eine Methodik zur Integration der offen zugänglichen Modellschnittstelle Functional Mock-Up Interface (FMI) ermöglicht die Adaption der Digitalen Zwillinge durch Entwicklungswerkzeuge. Dadurch lassen sich die Digitalen Zwillinge einerseits für effektive Testautomatisierung nutzen. Andererseits sind etablierte Teilmodelle in das Systemmodell integrierbar. Die Methodik wird anhand von Schnellzügen validiert, die sich durch das Wechselspiel eines komplexen Steuerungssystems, verteilter Traktion und Bremsen charakterisieren. Die Systemkomplexität verursacht unbeabsichtigte fahrdynamische Effekte, die zukünftig in Simulationen bereits während der Entwicklung erkannt und beseitigt werden können.
Aktualisiert: 2020-09-10
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The interest on hardware-in-the-loop (HIL) simulators of power electronic circuits in the field of automotive, as well as in the field of energy supply, has increased in the last decades. While the interest of the automotive sector increases, due to the move from conventional to electric or hybrid electric vehicles, the power suppliers interests are based on the increasing complexity, which is the result of the decentralization structure of the grid and the involvement of renewable energy sources, like wind or solar energy. This thesis investigates in modeling approaches for power electronic circuits. The focus is on the analysis and advancement of known approaches, which are rated by their computation effort, memory usage, algorithmizability, generalizability and usability on processor- and especially Field-Programmable-Gate-Array-based real-time systems. Furthermore, an automatic generation procedure for supporting the engineer by creating an application specific and real-time capable oversampling model for HIL-simulation is presented. At the end of this thesis, based on two chosen modeling approaches, a HIL-simulation of a rectifier with power factor correction is described. Measurements on the real plant and the HILsimulator are compared and serve as proof of applicability.
Aktualisiert: 2022-09-30
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The demand for quality and safety tests at the production of automatic transmissions increases with their growing complexity. As a result, end-of-line tests are carried out automatically on test benches, which are used to stimulate and asses the characteristics of the test object. The development of test automation and test procedures is constrained by the availability of test object and test bench during the product development phase. A detailed evaluation of the test system performance can only be carried out close to the commissioning of the production line. The same applies to updates of the test system, which can only be tested during live operation of the production. To ease this bottleneck, a virtual test bench, which allows independent, thorough testing, is introduced. The virtual test bench consists of models of the test bench and the automatic transmission. The resulting setup can be compared to a hardware-in-the-loop system. The test automation software is the test object, which is executed on the original hardware, while test bench and automatic transmission are simulated separately. The virtual test bench also shows characteristics of a software-in-the-loop system, since it incorporates a simulation of the relevant transmission control unit software and the logic of the test bench programmable logic controller. The virtual test bench uses the same interfaces for the communication with the test automation as the real test bench. Therefore, a preliminary commissioning can be carried out to reduce the effort at the production site. A reconfiguration of the test automation after transfer to the production site is not necessary, which eliminates potential errors. The development of the virtual test bench is restricted by the availability of information during the product development process of the automatic transmission. However, information is typically available prior to hardware. The benefit of exploiting the available information is shown in this thesis. Models with different modeling depth are presented, which reflect the availability of information. With the resulting models typical tasks are carried out, which are representative for the development of an automatic test system for mechatronic systems. The tasks range from software tests and investigations on communication properties to the development of test methods for leakage in the transmissions hydraulic system. The ability and the limitations to assess the test system are shown for the different models. Potential model refinements and future applications of the virtual test bench are identified.
Aktualisiert: 2022-09-30
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Die Verbrauchs- und Emissionsbestimmung im kundennahen Fahrzeugbetrieb gewinnt zunehmend an Bedeutung, da zukünftige Zertifizierungsrichtlinien den Testbetrieb auch im Straßenverkehr vorsehen. Derzeit wird die Zertifizierung ausschließlich auf Rollenprüfständen absolviert. Das Szenario, das sich während einer Zertifizierungsfahrt einstellt, ist damit wesentlich weniger vorhersehbar als bisher. Am modernen Rollenprüfstand lassen sich nahezu sämtliche Randbedingungen, die im realen Fahrbetrieb auftreten, ebenfalls abbilden. Mit entscheidendem Vorteil: Die gewählten Fahrszenarien sind wiederholbar. Besonders kritische Situationen können beispielsweise für Entwicklungszwecke abgebildet und wiederholt am Rollenprüfstand getestet werden. Die vorliegende Arbeit zeigt auf, wie ein Echtzeit-Fahrzeugmodell zur Fahrwiderstandsberechnung effizient parametriert und eingesetzt werden kann und erläutert die Vorteile einer In-the-Loop Simulation. Weiterhin wird die Übertragbarkeit von Fahrversuchen auf den Prüfstand diskutiert und mit Messungen belegt.
Aktualisiert: 2019-12-12
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Für die Entwicklung, Regelung und Optimierung technischer Systeme stellt die modellbasierte Simulation ein wichtiges Hilfsmittel dar. Dabei sind in vielen Anwendungen niedrige Simulationszeiten essentiell. Eine Simulation besteht zum einen aus dem Modell des technischen Systems und zum anderen aus einem numerischen Lösungsverfahren. Für eine effiziente Simulation sollte das verwendete Modell so einfach wie möglich sein, um den interessierenden physikalischen Effekt noch abbilden zu können, jedoch nicht einfacher. In der Regel werden von einem technischen System während des Entwicklungsprozesses mehrere Modelle benötigt. Die einfache Verfügbarkeit komplexer Modelle legt es nahe, die Modellbildung lediglich für das komplexeste Modell zu betreiben und alle weiteren Modelle durch Modellreduktion aus diesem zu generieren. In dieser Arbeit wird ein geeignetes Modellreduktionsverfahren entwickelt und in eine objektorientierte Simulationsumgebung integriert.
Das verwendete Modellreduktionsverfahren basiert darauf, ausgehend von einem vorgegebenen Szenario den Einfluss der in den Modellgleichungen enthaltenen mathematischen Terme zu schätzen. Anhand ihres geschätzten Einflusses auf das Simulationsergebnis werden die Terme anschließend sortiert und manipuliert (beispielsweise linearisiert oder vernachlässigt). Ein besonderer Schwerpunkt liegt weiterhin auf der Generierung von Modellen für die Echtzeitsimulation.
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Aktualisiert: 2018-07-12
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