Modellierung und Simulation mechatronischer Systeme

In mechatronischen Systemen wirken Komponenten aus verschiedenen technischen Domänen zusammen. Ein technischer Prozess, der z.B. mechanischer, elektrischer, thermodynamischer oder interdisziplinärer Natur sein kann, steht in Wechselwirkung mit einem Regelungs- bzw. Steuerungsalgorithmus. Bei der Entwicklung mechatronischer Systeme werden geeignete mathematischer Modelle zu unterschiedlichen Zwecken benötigt:

  • zur Analyse des funktionalen und dynamischen Verhaltens des Gesamtsystems sowie einzelner Komponenten zwischen ihren jeweiligen Schnittstellen,
  • beim Entwurf und zur Validierung von Regelungs- und Steuerungsstrategien,
  • zur Online-Schätzung nicht messbarer Systemgrößen mittels virtueller Sensoren.

Neben effizienten und generischen Modellierungstechniken (z.B. objektorientiert mittels Modelica) ist bei Echtzeit-Anforderungen in virtuellen Sensoren häufig auch eine geeignete Modellreduktion von Interesse.

Kontakt: Dr.-Ing. Felix Felgner

Modeling and Simulation of Mechatronic Systems

In mechatronic systems, there is a cooperation of components representing multiple technical domains. A technical process—which may have, e.g., a mechanical, electrical, thermodynamic, or an interdisciplinary nature—interacts with a control algorithm. In the development of mechatronic systems, appropriate mathematical models are required for several purposes:

  • for analyzing the functional and dynamic behavior of the overall system and of single components acting between their respective interfaces,
  • in the design and the validation of continuous and discrete-event control algorithms,
  • for the online estimation of immeasurable quantities by means of virtual sensors.

Besides efficient and generic modeling techniques (e.g. object-oriented modeling in Modelica), the real-time constraints of virtual sensors may additionally require a suitable model reduction.

Contact: Dr.-Ing. Felix Felgner