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Novel Control-like Approach for the Robust Integration of Functional Mock-Up Units into Digital Twins

Gebhart, Raphael und Lepais, Corentin (2025) Novel Control-like Approach for the Robust Integration of Functional Mock-Up Units into Digital Twins. Engineering Proceedings, 90 (1), Seiten 1-12. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/engproc2025090012. ISSN 2673-4591.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
627kB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/2673-4591/90/1/12

Kurzfassung

A novel approach for the robust integration of Functional Mock-up Units (FMUs) into Modelica is proposed, which maintains the computational robustness of the Modelica base model and minimizes the simulation time. Using a control-like approach, the base model is retained and mimics the FMU outputs. On the one hand, the controller can be interpreted as a numerical tool designed to provide a correct steady-state solution and minimize transient errors. On the other hand, the additional low-pass filter can also be used to represent the inertia of a system. The application of this easy-to-implement approach is demonstrated for a digital twin of the overall thermal management system (TMS) of a future hybrid electrical regional aircraft, which aims at identifying critical conditions and flight cases in advance of hardware tests and virtually demonstrating the behavior of the TMS during complete flight missions. To this end, a base model of the TMS is first set up using the Thermofluid Stream Modelica Library, which focuses on computational robustness, in order to define the boundaries and interfaces of the different subsystems. Then, the subsystems are gradually replaced by validated FMUs to enable virtual demonstrations, where the novel control-like approach proves to be crucial.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/214049/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Novel Control-like Approach for the Robust Integration of Functional Mock-Up Units into Digital Twins
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Gebhart, Raphaelraphael.gebhart (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0004-3996-3485183865275
Lepais, Corentincorentin.lepais (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:11 März 2025
Erschienen in:Engineering Proceedings
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:90
DOI:10.3390/engproc2025090012
Seitenbereich:Seiten 1-12
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Pantelakis, S.University of Patras / GRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Strohmayer, Andreasstrohmayer (at) IFB.Uni-Stuttgart.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Michailidis, Nikolaosnmichail (at) meng.auth.grNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
Name der Reihe:Proceedings of The 14th EASN International Conference on “Innovation in Aviation & Space Towards Sustainability Today & Tomorrow”
ISSN:2673-4591
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Modelica Functional Mock-up Interface FMI Functional Mock-up Unit FMU digital twin electric aircraft thermal management system environmental control system
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L EV - Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Digitale Technologien, L - Flugzeugtechnologien und Integration, L - Virtuelles Flugzeug und Validierung, L - Flugzeugsysteme
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Systemarchitekturen in der Luftfahrt > Flugzeugentwurf und Systemintegration
Hinterlegt von: Gebhart, Raphael
Hinterlegt am:12 Mai 2025 07:43
Letzte Änderung:12 Mai 2025 07:43

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