Physikalische Modellierung mit Simscape - · PDF fileMATLAB, Simulink Domänenkenntnisse...
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Physikalische Modellierung mit Simscape
Jens Lerche Application Engineer
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Vor MathWorks
Entwicklung einer Batterieheizung für ein E - Fahrzeug
1. Mehr als 60 Tests durchgeführt 2. Testdauer ca.6h + Auswertung 3. Testbedingungen oft nicht realistisch 4. Jeder Prototyp nur 1 mal verwendbar (ca. 300€/stk) 5. Prüfstandszeit knapp und kostenintensiv 6. Prüfstandsausfall/- umbau = Entwicklungsstop 7. …
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Vor MathWorks
Zusätzliche Fragen des Qualitätsingenieurs:
“…Was sind die kritischen Design - Merkmale?...”
“…Wie deckt das Design die Anforderungen im Lastenheft ab?...”
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Aufbau
Temperatursensor
𝐸↓𝑒𝑙𝑒𝑘𝑡 = 𝐸↓𝑡ℎ𝑒𝑟𝑚
T_Amb = -15°C
Batteriemodul
Modulboden
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Aufbau
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Physikalische Systeme mit Simscape
Multibody mechanics (3-D) Mechanical systems (1-D)
Fluid power and control Multidomain physical systems
Electrical power systems
Electromechanical and electronic systems
Sim
Mec
hani
cs
Sim
Driv
elin
e
Sim
Hyd
raul
ics
Sim
Elec
tron
ics
Sim
Pow
erSy
stem
s
Simscape MATLAB, Simulink
Sim
Mec
hani
cs
Sim
Driv
elin
e
Sim
Hyd
raul
ics
Sim
Elec
tron
ics
Sim
Pow
erSy
stem
s Simscape
Mechanical Hydraulic Electrical
Thermal
Custom Domains via Simscape Language
Pneumatic Magnetic
N S
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Streckenmodelle schnell erzeugen
– weniger Zeit für die Modellierung, mehr Zeit für die Entwicklung
Simscape
MATLAB, Simulink
Domänenkenntnisse Programmieraufwand
Programmier- aufwand
Domänen- kenntnisse
Mechanical
Electronic
Multidomain
Hydraulic
Power Systems
Lastenheft Fortran, C++
Domänenkenntnisse Programmieraufwand Modell
Spec
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Aufbau
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Validierung des Modells
“…Wie genau ist so eine Simulation…?”
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Von der Komponente zum System
Temperatursensor
𝐸↓𝑒𝑙𝑒𝑘𝑡 = 𝐸↓𝑡ℎ𝑒𝑟𝑚
T_Amb = -15°C
Batteriemodul
Modulboden
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Von der Komponente zum System
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Vom Modell zum Serienprodukt
“…Und nun…?”
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Regler testen ohne reale Prototypen
Hardware-in-the-loop (HIL) Tests verringert die Abhängigkeit
von teuren Prototypen
Einsatz
Integration in andere Umgebungen
Teilen von Modellen
Regler testen
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Integration Ihres Modells in andere Umgebungen
“…Wir möchten das Modell unabhängig von MATLAB und Simulink verwenden…”
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Integration Ihres Modells in andere Umgebungen
C Code
Hardware-in-the-Loop Simulators
Ausführbare Datei (.exe, .dll)
Als C code lassen sich Modelle an andere Umgebungen übergeben, oder als Ausführbare
Dateien nutzen
Einsatz
Integration in andere Umgebungen
Teilen von Modellen
Regler testen
andere Simulation Umgebung
Simscape Modell
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Teilen von Modellen
“…Wie können wir unser Know-How schützen?…”
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Teilen von Modellen
Weitergabe von Modellen an Kollegen, oder an Kunden und Lieferanten im geschützten Modus
Model Nutzer Simscape Lizenz
Einsatz
Integration in andere Umgebungen
Teilen von Modellen
Regler testen
Protected
Model
Model Entwickler Simscape Lizenz
Simscape Model
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Zusammenfassung
Mit Simscape können Sie:
• Schnell physikalische Modelle erstellen
• Simulink Funktionalitäten für das Systemdesign nutzen
• Modelle in Form von C-Code für weitere
Entwicklungsschritte verwenden