Software: System-Simulation

Beiträge zur Nutzung folgender Simulationsprogramme sind in nächster Zeit geplant bzw. in Bearbeitung:

• SimulationX (Student-Edition kostenlos)
• Dymola
• MATLAB
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Die System-Simulation ist gekennzeichnet durch die Berücksichtigung unterschiedlichster physikalisch-technischer Domänen mit ihren Wechselwirkungen innerhalb eines ganzheitlichen Modells. Hervorzuheben sind hierbei die Standardisierungsbestrebungen zur physikalisch-objektorientierten Modellierung auf Basis der Modellierungssprache Modelica. Aus einen Netzwerk verkoppelter physikalischer Objekte wird durch einen Interpreter ein differenzial-algebraisches Gleichungssystem generiert, welches die Grundlage für die ganzheitliche Dynamik-Simulation bildet.

Dynamik-Simulation ist ein weites Feld. Sie umfasst alle Modelle, welche das zeitliche Verhalten von Systemen unter Berücksichtigung von Speicher-Elementen für Energie, Stoff oder Information nachbilden. An dieser Stelle werden nur Simulationsprogramme behandelt, welche die Modellierung heterogener Systeme auf der Basis von Elementen mit konzentrierten Parametern ermöglichen. D.h., reale Objekte werden z.B. in der Mechanik idealisiert als Punktmassen, Elastizitäten, Übertrager oder Dämpfer abgebildet. Man spricht auch von einer physikalisch-objektorientierten Modellierungsphilosophie, wie sie zur Zeit durch die Modellierungssprache Modelica repräsentiert wird. Dies ermöglicht die Gesamtsystemsimulation inklusive 3D-Mechanik, Hydraulik, Pneumatik, Elektronik, Magnetik und Thermodynamik.

Es sollen Lösungen gezeigt werden, wie man die Möglichkeiten der probabilistischen Simulation und multikriteriellen Optimierung für die Dynamik-Simulation nutzbar machen kann. Am Beispiel konkreter Simulationssysteme-Systeme werden folgende Problemkreise behandelt:

• Methodik zum Aufbau von Dynamik-Modellen mit konstruktiven Parametern,
• Aspekte der Behandlung unzulässiger Parameter-Kombinationen,
• Einbindung des Simulationsprogramms in einen Experiment-Workflow,
• Möglichkeiten und Grenzen der Parallelisierung der Modellberechnung.