Dr. Jörg Gaßmann
Johnson Controls | Saia-Burgess Dresden GmbH

 

"SimulationX macht zeitintensive FEA-Berechnungen überflüssig und hilft unseren Ingenieuren dabei, in kürzerer Zeit und mit weniger Aufwand bessere Produkte zu entwickeln."

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SimulationX-Bibliotheken der Regelungstechnik

Die Domäne Regelungstechnik ermöglicht dem Anwender, Regelungen und Steuerungen physikalischer Systeme mit in der Regelungstechnik etablierten Mitteln zu beschreiben. Regler und Regelstrecke werden damit in einem Modell mit den jeweils am besten geeigneten Beschreibungsformen dargestellt und gemeinsam simuliert.

 

Die Domäne Regelungstechnik umfasst dabei verschiedene Bibliotheken für die blockbasierte Modellierung von Signalflussstrukturen und stellt ein Werkzeug zur direkten Einbindung von UML-Zustandsdiagrammen (Statechart Designer) zur Verfügung. Darüber hinaus können Reglerstrukturen und Algorithmen direkt in der Modellbeschreibungssprache Modelica® umgesetzt werden. Der Funktionsumfang der Domäne Regelungstechnik wird durch zugeschnittene Reglerstrukturen in applikationsspezifischen Domänen, wie z.B. der Elektrotechnik, ergänzt.

SimulationX-Bibliotheken der Regelungstechnik

 

Lineare Signalglieder

Die Bibliothek Lineare Signalglieder wird für die Systembeschreibung auf der Basis linea­rer Signalflusspläne eingesetzt. Unter Nutzung der linearen Über­tragungs­glieder werden Mo­dellstrukturen beliebiger kontinuierlicher Systeme sowie komplexe analoge Reglerstruktu­ren realisiert.

 

Nichtlineare Signalglieder

Die Bibliothek Nichtlineare Signalglieder enthält Elemente für die nicht­lineare Signal­ver­arbeitung. Die Signalglieder dieser Bibliothek sind neben ihrer Verwendung in reinen Sig­nal- und Regelungsstrukturen vielfältig ein­setzbar. Signalgrößen lassen sich begrenzen, in­krementieren, auswählen u.v.a.m.

 

Signalquellen

Die Bibliothek Signalquellen stellt umfangreiche Beschreibungs­möglich­keiten für beliebige zeitabhängige (impulsförmige, rampenförmige, periodische oder transiente) Vorgaben und ein- oder mehrdi­mensionale Kennfelder zur Verfügung. Die zu erzeugende Signal­größe kann über der Zeit oder einer bzw. mehreren beliebigen Ein­gangsgrößen definiert werden. Die Daten­eingabe erfolgt zum Beispiel „von Hand“ (Eingabe des numerischen Wertes oder von Punkten in eine Grafik) in Form von Tabellen oder auch über Messdaten. Die Bibliothek dient somit auch als Schnittstelle für den Da­tenimport.

 

Spezielle Signalglieder

Die Bibliothek Spezielle Signalglieder beinhaltet Elemente zur Modellierung ver­schiedens­ter nichtlinearer Effekte, zur Signalanalyse, zur Ereignis­erkennung und zur Modellierung von Ablaufsteuerungen und Struktur­um­schaltungen. Sie stellt somit eine Ergänzung zu den Bib­liotheken Signal­quellen, Lineare Signalglieder und Nichtlineare Signalglieder dar.

 

Zeitdiskrete Signalglieder

Mit der Bibliothek Zeitdiskrete Signalglieder lassen sich Aufgaben­stellungen aus dem Be­reich der zeitdiskreten digitalen Signalverarbeitung lösen. Die Modell­objekte eignen sich insbesondere für den Aufbau digitaler Regler- und Filterstrukturen. Sie arbeiten problemlos mit kontinuierlichen Modell­­teilen zusammen, wobei Abtastzeitpunkte von der Zeit­schritt­steuerung des Simulationsalgorithmus punkt­genau angefahren werden.

 

Schalter

Die Bibliothek Schalter enthält Modellelemente für die Strukturumschaltung innerhalb von Signal­fluss­plänen. Damit lassen sich u. a. Steueralgorithmen, Bedingungen und strukturvariable Systeme modellieren.

 

Statechart Designer

Der Statechart Designer kann zur komfortablen Modellierung und Simulation von zeit- und zustandsdiskreten Regelalgorithmen in SimulationX genutzt werden. Er unterstützt ebenso die zuverlässige Modellierung von physikalischen Effekten oder technischen Subsystemen mit diskreten Zuständen (z.B. Reibstellen, Hysterese, Ventile und Schalter). Basierend auf einer großen Teilmenge des UML Statechart Standards können Modelle einfach und intuitiv mit einem komfortablen grafischen Editor erstellt werden.

Schnittstellen

ecICP und ecCST Schnittstellen

Die Softwarewerkzeuge ecICP und ecCST aus dem Hause ExpertControl werden branchenübergreifend im Bereich Reglerdesign entwickelt. Um die Auslegung von Reglern wesentlich zu vereinfachen und zu beschleunigen, wurden beide Tools in SimulationX integriert.

 

MATLAB®/Simulink®-Schnittstellen

In industriellen Anwendungen findet oft das Werkzeug MATLAB/Simulink für Entwurf, Auslegung und Test von Reglern Anwendung. Zur Unterstützung dieses Prozesses mit in SimulationX entwickelten physikalischen Streckenmodellen enthält SimulationX mehrere Schnittstellen zur Interaktion mit MATLAB/Simulink. Diese umfassen den Export von SimulationX-Modellen nach Simulink als C-Code, den Import von Simulink-Modellen als C-Code und Co-Simulation.

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