Software: SimX - Parameterfindung - Permeabilitaet - Modellparameter

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Identifikation von Modellparametern

Sollen innerhalb des konstruktiven Entwicklungsprozesses die numerischen Fähigkeiten von Computern genutzt werden, so benötigt man numerische Modelle, welche auf die jeweiligen Problemstellungen zugeschnitten sind:

• Manche dieser Modelle werden während der Arbeit mit dem Computer weitestgehend automatisch erstellt. Dies betrifft z.B. CAD-Modelle. Dazu gehören zum Teil auch FEM-Modelle. Die grafischen Interaktionen des Nutzers führen dabei zum Aufbau einer Strukturbeschreibung (Qualität). Die geometrisch-stofflichen Parameter (Quantitäten) konfigurieren die erzeugte Strukturbeschreibung für das konkrete zu behandelnde Objekt.
• Für viele Anwendungsfälle, besonders für die Simulation des dynamischen Verhaltens mechatronischer Systeme, kann man Modelle auf der Basis idealisierter Elemente mit konzentrierten Parametern aufbauen (Punktmassen, Elastizitäten, ohmsche Widerstände, elektrische Induktivitäten usw.). Als Parameter für die konzentrierten Elemente kann man oft die Werte der entsprechende Bauelemente oder Komponenten verwenden (z.B. 5 kg, 2 N/mm, 10 Ohm, 3 mH usw.).
• Komplizierter wird die Bereitstellung von Parametern, wenn das Übertragungsverhalten der Elemente abhängig ist von den anliegenden Potential- bzw. Flussgrößen oder auch von der Zeit. Für manche Elemente sind diese Abhängigkeiten schon hinreichend genau erforscht und können durch einfache Funktionen beschrieben werden. Ein typisches Beispiel dafür ist die Temperaturabhängigkeit des ohmschen Widerstands eines Leiters. Der Temperaturkoeffizient α beschreibt in der Funktion
  R=R20+α·Δϑ
  den Wert des ohmschen Widerstands auch bei einer von 20°C abweichenden Temperatur. Es wird hierbei von der Annahme ausgegangen, dass sich der ohmsche Widerstand linear mit der Temperatur ändert, was in einem gewissen Arbeitsbereich hinreichend genau zutrifft. Da es sich um einen altbekannten Zusammenhang handelt, beschränkt sich die Parameterfindung für den Temperaturkoeffizienten meist auf ein Nachschlagen in Tabellen mit Materialkennwerten. Findet man darin den speziellen Leiterwerkstoff nicht, so kann man den Wert des Temperaturkoeffizienten durch einfache Messungen am konkreten Widerstand berechnen.

Parameter-Identifikation:

Ein Zusammenhang zwischen mehreren physikalisch-technischen Größen (=Effekt) kann qualitativ als mathematische Funktion (im weitesten Sinne!) beschrieben werden. Den Prozess der Bereitstellung der Parameter für diese mathematische Funktionen bezeichnet man als Parameter-Identifikation.

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