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Kapitel 4 Modellierung und Simulation

Kapitel 4 Modellierung und Simulation


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Flashcards 27
Language Deutsch
Category Physics
Level University
Created / Updated 16.02.2017 / 17.02.2017
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Welche Reolle Spielen Modelle beim Entwurf Mechatronischer Systeme?

Welche Vorteile bestehen bezüglich der Modelierung und Simulation?

• Beobachtbarkeit innerer, sonst unzugänglicher Größen
• Hohe Reproduzierbarkeit infolge der Elimination von willkürlichen 
Störeinflüssen
• Beliebige Anregung des Systems
• Beliebige Variation von Systemparametern (Sensitivitätsanalysen, 
Variantenvergleich)
• Hohe zeitliche Skalierbarkeit der Simulation (z.B. Variationsrechnungen)
• Ungefährlichkeit
• Hohe Verfügbarkeit und geringe Kosten, insbesondere bei noch nicht 
existenten Systemen oder Prototypen sowie aufwendigen Untersuchungen

Welche Nachteile bestehen bezüglich Modellierung und Simulation?

• Modelle immer domänenspezifisch (mechanisches, thermisches, 
elektrisches,…, multiphysikalisches Modell der Realität) mit beschränkter 
Aussagekraft (Randbedingungen)
• Beschränkte Genauigkeit (Schrittweite, abgebildete Effekte)
• Modellierungs- / Simulationsaufwand (Systemkenntnis, Verfügbarkeit der 
Daten, Kosten für Rechner, Software, Material, etc.)

Nennen Sie typische Praxisbeispiele für Simulation und Modellierung

• Konzeptauslegung und Verbrauchsbewertung eines zukünftigen 
Fahrzeugantriebsstrangs (d.h. Fahrzeug noch nicht existent, Aggregate 
nicht spezifiziert, Vorgabe von Zielkriterien entsprechend Marketing)

• Dimensionierung und Detailauslegung des Antriebs eines elektrischen 
Fensterhebers (Mechanik, E-Maschine, Elektronik inkl. Steuergerät mit 
Funktionen wie Temperaturüberwachung, Einklemmschutz, 
Endlagenerkennung, Komfortschließen, Diagnosefunktionen)


• Auslegung der Aufbaufederung und –dämpfung für ein Fahrzeug und 
Bewertung des Potentials einer Dämpferverstellung für Komfort und 
Fahrsicherheit

Was ist ein Modell?

Beschränkte Abbildung der Wirklichkeit (eines Systems) d.h.
• Wiedergabe bestimmter Eigenschaften des Originals (Abbildung)
• Vernachlässigung (Reduktion) von Eigenschaften des Originals (Verkürzung)
• Ersatz des Originals nur für bestimmte, beschränkte Fragestellungen / Aspekte 
(Pragmatismus)

Wechselwirkung Fahrer-Fahrzeug-Umwelt

Was ist EIn Modellierungsobjekt?

• Das Modellierungsobjekt ist das zu untersuchende 
System mit entsprechenden Schnittstellen zu seiner 
Umwelt
• Je nach Fragestellung müssen bei der Abbildung der 
Umwelt unterschiedliche Aspekte mit abgebildet 
werden (andere Verkehrsteilnehmer, 
Fahrbahntopologie, Reibbeiwerte, etc.)

Welche Modellierungsaspekte kennen Sie und welche besonderheit gibt es bei realen Fragestellungen?

• Architektur- / Strukturmodelle
Geometrische Abbildung (z.B. CAD, Technische Zeichnungen, Verkehrswegeplan)
• Verhaltens- / Funktionsmodelle
Mathematische Abbildung (z.B. Übertragungsfunktionen, Systemgleichungen,…)
• Objektmodelle
Abbildung der Beziehungen zwischen Objekten (z.B. Klassendiagramme, 
Vererbungshierarchien (vgl. Objektorientierung))
• Prozessmodelle
Abbildung von Prozessen, Abläufen und Vorgehensweisen (z.B. Materialfluss in einer 
Fabrik, Taktbearbeitung am Fließband, Fertigungsabläufe, Erstellen eines Modells)

 

Reale Fragestellungen erfordern häufig die Kombination mehrerer Aspekte