Software: FEM - Tutorial - Magnetfeld - Kennfeld-Nutzung zur System-Simulation

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Kennfeld-Nutzung zur System-Simulation

Verwendete Software

Es soll am Beispiel des Programms SimulationX gezeigt werden, wie der exportierte C-Code mit geringem Aufwand zur System-Simulation eines Magnet-Antriebs genutzt werden kann. Wir verwenden dazu den freien Gnu-C-Compiler gcc, der Bestandteil der GNU-Compiler Collection ist. Eine Portierung dieser Compiler Collection für Windows läuft unter Cygwin. Unter http://www.cygwin.com/ kann man eine aktuelle setup.exe für die Cygwin-Installation kostenlos herunterladen.

Ausführliche Hinweise zur Installation enthält die Installation_Cygwin.pdf von Herrn Sönke Hoffmann (Hochschule Ostwestfalen-Lippe). Von den darin angegebenen Komponenten der Development-Umgebung genügt für unsere Zwecke:

• gcc-core, der C- Compiler,
• make, ein Hilfsprogramm (dass man sicher benötigt)

Hinweis: Im Beispiel konnte bei der Benutzung der Download-Seite der TU-Dresden die Installation nicht vollendet werden, weil etwas fehlte. Ein Wechsel auf die Ruhr-Uni-Bochum führte zum Erfolg!

Die Windows-Systemvariable PATH wird, wie in der Anleitung beschrieben, durch den Verweis auf den cygwin\bin-Ordner erweitert. Damit ist gewährleistet, dass man den C-Compiler im Konsolen-Fenster von Windows direkt aufrufen kann.

Hinweis: Man muss in diesem Verzeichnis nachschauen, welche Version des Compilers installiert ist. In der Beispiel-Installation war es gcc-3.exe, deshalb ist dann der Compiler in der Konsole mit gcc-3 aufzurufen!

Erzeugen einer Windows-DLL

SimulationX bietet die Möglichkeit, externe Funktionen einzubinden, welche sich in einer Windwos-DLL befinden. Deshalb erzeugen wir aus dem vorliegenden c-Quelltext durch Compilieren mit dem gcc eine solche DLL-Datei:

• Der exportierte c-Quelltext der aktuellen OptiY-Version ist noch nicht vollständig kompatibel mit den Anforderungen des gcc und der Schnittstelle zum SimulationX. Das soll sich mit der nächsten OptiY-Version ändern. Bis dahin sind noch folgende Änderungen im Quelltext vorzunehmen:
• Das den Kennfeld-Variablen vorangestellte Zeichen # muss entfernt werden (im Beispiel #i und #s durch i und s ersetzen). Ansonsten kommt es zu einem Syntax-Fehler im gcc-Compiler!
• Der Datentyp float muss überall durch double ersetzt werden (Kompatibilitaetsforderung zu SimulationX).
• Danach hat die Datei Magnet_RSM.c die folgende Form (gekürzt):

double Covariance(double x1[],double x2[],double p[])
{
   double Co, W;
   W = 0;
   for(int i = 0; i<2; i++) {
      W = W + (x1[i]-x2[i])*(x1[i]-x2[i])*p[i]*p[i];
   }
   Co = exp(-W);
   return Co;
}

double F(double i, float s)
{
   double p[2];
   double x1[2];
   double x2[2];
   double y = -46.7372056;
   y = y+10.5264863*pow(i,1);
   y = y+4.62081477*pow(s,1);
   p[0] = 0.161298213;
   p[1] = 0.928373134;
   x1[0] = i;
   x1[1] = s;
   x2[0] = 5.01;
   x2[1] = 2.02;
   y = y-183.986679*Covariance(x1,x2,p);
   x2[0] = 0.01;
   x2[1] = 0.02;
   y = y-8624.5598*Covariance(x1,x2,p);
   x2[0] = 2.01;
   x2[1] = 0.02;
   y = y+27677.7263*Covariance(x1,x2,p);
   :
   :
   x2[0] = 10.01;
   x2[1] = 4.02;
   y = y-1042.30105*Covariance(x1,x2,p);
   return y;
}

double Psi(double i, double s)
{
   double p[2];
   double x1[2];
   double x2[2];
   double y = 0.0189621757;
   y = y+0.00649675907*pow(i,1);
   y = y-0.00349272992*pow(s,1);
   p[0] = 0.590637256;
   p[1] = 0.777378104;
   x1[0] = i;
   x1[1] = s;
   x2[0] = 5.01;
   x2[1] = 2.02;
   y = y-0.000721074847*Covariance(x1,x2,p);
   x2[0] = 0.01;
   x2[1] = 0.02;
   y = y-0.0269366063*Covariance(x1,x2,p);
   x2[0] = 2.01;
   x2[1] = 0.02;
   y = y+0.0298939078*Covariance(x1,x2,p);
   :
   :
   x2[0] = 10.01;
   x2[1] = 4.02;
   y = y-0.00522234634*Covariance(x1,x2,p);
   return y;
}

===>>> Hier geht es bald weiter!!!

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