Software: SimX - Einfuehrung - Elektro-Chaos - Eigene Elemente

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Modellierung eigener Elemente

Bisher haben wir fertige Modell-Elemente aus der SimulationX-Bibliothek verwendet. Am Beispiel der elektrischen Elemente Widerstand, Induktivität und Kapazität werden wir diese Bibliothekselemente zu Übungszwecken nachbauen und am Beispiel des Serienschwingkreises in Betrieb nehmen:

• Dazu erstellen wir zuerst eine Kopie vom Modell des Reihenschwingkreises unter dem Namen RLC-Kreis.ism
• Mit diesem funktionierenden Modell können wir dann testen, ob die selbst erstellten Elemente genauso gut funktionieren, wie die Bibliothekselemente.

Neue Elementtypen erstellt man mit dem sogenannten TypeDesigner von SimulationX:

• Man wählt im Modellexplorer die Seite Typen.
• Dort wählt man mit dem Kontextmenü des Wurzeleintrags (rechte Maustaste) Neu > Model.
• Damit bearbeitet man einen lokalen Elementtyp, der als Bestandteil der Modelldatei gespeichert wird:

Datenfluss in Modell-Elementen

Bevor wir ein konkretes Modell-Element "programmieren", werfen wir einen Blick auf die Einbindung dieser n-Pole in die Struktur des Gesamtmodells und den daraus resultierenden Datenfluss durch die Elemente:

• In einem physikalischen System kann man die Energieübertragung als kontinuierlicher Vorgang im Zeitbereich betrachten, solange man nicht auf das Niveau der Quantenphysik begibt.
• Ein System besteht aus Elementen, welche sich meist wechselseitig beeinflussen. Diese wechselseitige Beeinflussung erfolgt durch die Energieübertragung zwischen den Elementen.
• Bestimmend die übertragene Energie W ist der jeweilige Momentanwert der Leistung P=dW/dt.

Betrachtet man ein technisches System (z.B. einen elektro-magnetischen Antrieb) mit seinen unterschiedlichen physikalischen Domänen (z.B. Elektrik, Magnetik, Mechanik), so kommt man sehr anschaulich zu einer verallgemeinerten Netzwerk-Theorie:

• Die Energieübertragung zwischen den Elementen wird über energetische Verbindungen (Connection) realisiert. Dazu besitzen die Elemente energetische Anschlüsse (Connectoren).
• Jede physikalische Domäne ist durch eine spezielle Art der Energie gekennzeichnet (z.B. elektrische Energie, Energie des magnetischen Feldes, mechanische Energie). Für jede physikalische Domäne gibt es deshalb spezielle energetische Anschlüsse und Verbindungen (z.B. elektrische, magnetische, mechanische).
• Betrachtet man die elektrische Domäne eines Systems, so kann an dem als Verbindung dienenden "Draht" ein Spannungspotential v in Bezug auf den Massepunkt der Schaltung messen. Durch den Draht fließt ein Strom i. Die aktuell durch den Draht übertragene elektrische Leistung ist Pe=v·i.
• In der mechanischen Domäne eines Systems berechnet man die mechanische Leistung Pm=v*F als Produkt aus Geschwindigkeit und Kraft der mechanischen starren Verbindung. In Analogie zur Spannung in der Elektrik ist in der Mechanik die Geschwindigkeit die Potentialgröße gemessen im Bezugskoordinatensystem. Die Kraft wird als Flussgröße betrachtet.

Verallgemeinerung für beliebige energetische Netzwerke:

• energetische Verbindungen zwischen den Elementen besitzen Potential- und Flussgrößen
• die aktuell auf einer Verbindung übertragene Leistung ist das Produkt aus Flussgröße und Potentialgröße

===>>> Hier geht es bald weiter !!!

Ohmscher Widerstand

Wir beginnen mit dem Elementtyp Ohmscher Widerstand:

• ...

Elektrische Induktivitaet

• ...

Elektrische Kapazitaet

• ...

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