Sicherstellung des deterministischen Verhaltens bei der Kopplung mehrerer Softwaretools innerhalb einer Gesamtfahrzeugsimulation

Bouabdallah, Lamjed

Die zunehmende Komplexität der heutigen industriellen Produkte, insbesondere in der Automobilbranche, weist den Simulationen eine immer wichtigere Rolle zu. Aus diesem Grund wurden in den letzten Jahren neue Tools und Simulationskonzepte erforscht und entwickelt, die es ermöglichen schon während der Konstruktionsphase aussagekräftige Informationen über ein Produkt zu liefern. Somit können wertvolle digitale Informationen für weitere Bereiche gewonnen werden und gleichzeitig werden teure Hardware-Prototypen und kostenintensive Revisionen an den ersten Serien vermieden. In der vorliegenden Dissertation wird das Prinzip der modell- bzw. werkzeuggekoppelten Simulation als Erweiterung der neuen Modellierungskonzepte beschrieben und analysiert. Ziel dieser Beschreibung und Analyse ist die Sicherstellung des deterministischen Verhaltens der Simulation in Abhängigkeit der Schrittweite, so dass eine Verzerrung der Simulationsergebnisse vermieden wird. Die rechnergestützte Implementierung der dynamischen Modelle bzw. Regelungsmodelle wird mit den Werkzeugen ADAMS und MATLAB/Simulink durchgeführt. Beim Entwurf der Gesamtmodelle stand stets die Beschreibung und die aufgabenspezifische Verbesserung der Interface-Struktur zwischen den Softwarepaketen im Vordergrund. In den meisten Fällen zeigt die Interface-Struktur ein gutes Verhalten bei der Simulation linearer Systeme; jedoch weist sie Lücken im Umgang mit Diskontinuitäten auf. Die Implementierung eines Eventhandlers behebt das Problem in diesen kritischen Situationen und spielt somit eine wichtige Rolle bei der Standardisierung solcher Schnittstellen. Dieses Lösungskonzept leistet daher einen sinnvollen Beitrag zur Realisierung einer deterministischen Gesamtsystemsimulation anhand eines Softwareverbundes. Diese Dissertation soll somit den Entwicklern helfen, zuverlässige und robuste Simulationsergebnisse zu bekommen, die zwingend zur Verbesserung des Produktlebenszyklus führen.

The increasing complexity of industrial products, especially in the automobile sector, assigns a high importance to simulations. This was one of the major propellers of the intense development on this field during the last fifteen years. The objective of the new simulation concepts is the generation of representative information already during the design stage of the product. The results and experiences, collected in the virtual simulation, yield databases with important digital information about the product.Consequently, further design and enhancements are made easier. Expensive hardware prototyping and rebuilding in the production first run can be highly reduced. This dissertation thesis aims at analysing and improving the model and tool coupled simulations as important extensions to new modelling concepts. Precisely, we are interested in ensuring a deterministic behaviour of simulations. Hence, error accumulation or result discrepancies can be avoided. The computer aided modelling was realised by using the software ADAMS for the multi body system design and MATLAB/Simulink for the control system design. All along this study, the focus was on the description and the improvements of the interface between the software tools used for the coupled simulation. In most cases the interface is reliable when simulating continuous linear systems. However, it shows deficiency dealing with system discontinuities for particular solver settings. The implementation of an event handler patches the problem in those critical situations. Thus it is an important step towards the standardisation of such interfaces. The concept of event handler makes a significant contribution to the realisation of deterministic global system simulations using several software tools. This dissertation helps software developers building robust simulation environments with reliable outputs. Better life cycle of the simulated product can be achieved.

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Bouabdallah, Lamjed: Sicherstellung des deterministischen Verhaltens bei der Kopplung mehrerer Softwaretools innerhalb einer Gesamtfahrzeugsimulation. 2009.

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