Entwicklung einer SIMPACK-Modelica/Dymola Schnittstelle

Kurzfassung

Zur Simulation physikalischer Systeme wurden in den letzten Jahren diverse Programme entwickelt. Dabei wurden verschiedene Ansätze verfolgt. Eine Möglichkeit ist es, die Simulationsumgebung auf ein bestimmtes Teilgebiet der Physik zuzuschneiden, zu optimieren und anderen Teilgebieten über Schnittstellen zugänglich zu machen. Diese Idee verfolgt das Programm SIMPACK zur Modellierung von Mehrkörpersystemen. Ein anderer Ansatz ist es, möglichst viele physikalische Teilgebiete in einer Simulationsumgebung abzudecken. So hat sich zur Simulation von multiphysikalischen Systemen wie Hydrauliken, Pneumatiken, elektrischen Schaltkreisen, Mehrkörpersystemen u.a. die Simulationsumgebung Dymola, aufbauend auf der multidisziplinären Beschreibungssprache Modelica bewährt. Beide Ansätze haben ihre Vor- und Nachteile. Die mathematische Beschreibung der Modelle führt im Allgemeinen auf Differentialgleichungen oder differentielle-algebraische Gleichungen, die mit einem geeigneten Integrationsverfahren gelöst werden müssen. Die Integrationsverfahren sind dabei in den Simulationsumgebungen eingebettet. Zur Simulation von komplexen Modellen wie Verbrennungsmotoren, Elektronnik in Fahrzeugen u.a. liegt es nahe, die Systeme aufzusplaten und die Teilmodelle in den dafür optimierten Simulationsumgebungen zu simulieren. Von einem Praxispartner aus der Fahrzeugentwicklung wurde dazu die Aufgabe gestellt, die Programme SIMPACK und Dymola über eine Schnittstelle zu koppeln. Dies erfordert eine Implementierung, die das Zusammenwirken der verschiedenen Integratoren definiert. In dieser Diplomarbeit wurden drei Schnittstellen zur Kopplung von SIMPACK und Dymola entworfen und implementiert. Zur Evaluierung der Lösung wurde ein Fahrzeug mit Servolenkung erfolgreich getestet. Dazu wurde von der Firma Intec ein vereinfachtes Fahrzeugmodell in SIMPACK und von DaimlerChrysler das Dymola-Modell einer hydraulischen Lenkung geliefert. Weiterhin wurde mit DaimlerChrysler ein geeignetes Lenkmanöver definiert, das im Dymola-Modell vorgegeben wird.